Kallisto — Jupiters måne: størrelse, sammensætning og muligt hav

Kallisto — Jupiters kratrede kæmpe: størrelse, sammensætning og spor af et muligt underjordisk hav. Læs om dens is, sten og banebrydende forskningsfund.

Kallisto er en måne på planeten Jupiter, der blev opdaget i 1610 af Galileo Galilei og opkaldt efter Kallisto. Den er den næststørste måne i Jupiters kredsløb efter Ganymedes og den tredjestørste måne i solsystemet. Kallistos diameter er cirka 4.821 km, hvilket svarer til omkring 99 % af Merkurs diameter, men dens masse er langt mindre. Af Jupiters fire galilæiske måner er Callisto den fjerneste med en bane radius på ca. 1 880 000 km, og dens omløbstid er omkring 16,7 jorddøgn. Den indgår ikke i den baneresonans, der påvirker de tre indre galilæiske satellitter, Io, Europa og Ganymedes. Ligesom Jordens måne roterer Callisto synkront med sin omløbstid, så den ene side altid vender mod Jupiter. Callistos placering betyder også, at dens overflade er langt mindre påvirket af Jupiters intense magnetosfære end måner, der ligger tættere på planeten.

Størrelse, masse og fysik

Callisto har en relativt lav gennemsnitsdensitet på ca. 1,83 g/cm³, hvilket indikerer en sammensætning af omtrent lige dele sten og is. Dens overfladegravitation er kun en brøkdel af Jordens (ca. 0,126 g), og flugt‑hastigheden er lav, hvilket påvirker både atmosfærens evne til at holde på gasser og mulighederne for fremtidige landingsoperationer. Den lave tæthed og fraværet af kraftig indre differentiering adskiller Callisto fra de mere indre galilæiske måner.

Sammensætning og indre struktur

Callisto består af omtrent lige store mængder sten og is og har en gennemsnitlig massefylde på ca. 1,83 g/cm³. Overfladens kemiske forbindelser omfatter vandis, kuldioxid, silikater og organiske stoffer. Data fra Rumsonden Galileo peger på, at Callisto muligvis har en delvis differentieret indre med en relativt lille silikatkerne omgivet af en is‑rig kappe. Galileos målinger af det magnetiske miljø omkring månen viste tegn på en induceret magnetisk respons, hvilket tyder på tilstedeværelsen af et elektrisk ledende lag under overfladen — en mulig forklaring er et saltet, flydende lag eller hav af vand.

Overfladen: ældgammel og krateret

Callistos overflade er meget krateret og regnes for at være blandt de ældste overflader i solsystemet. Overfladen viser ingen tydelige tegn på aktive geologiske processer såsom pladetektonik, jordskælv eller vulkaner, og man mener, at den hovedsageligt er formet af omfattende meteoritnedslag gennem milliarder af år. Bemærkelsesværdige træk inkluderer store, flerringsstruktur­er som Valhalla og Asgard, talrige nedslagskratere i forskellige størrelser, kæder af kratere (catenae) og tilhørende ar, højderygge og aflejringer.

I mikroskala er overfladen varieret: der findes frost på bakketoppene og et mørkere materiale i lavningerne, hvilket sandsynligvis er resultatet af sublimation af den mere flygtige is kombineret med nedbrydning af overfladematerialer. Mange små knopper og få friske, små kratere tyder på langvarig erosion og overfladeforvitring snarere end aktiv geologi. Den absolutte alder af de enkelte landformer er usikker, men overordnet vurderes størstedelen af overfladen at være flere milliarder år gammel.

Atmosfære, ionosfære og magnetiske forhold

Callisto er omgivet af en ekstremt tynd atmosfære, der består hovedsageligt af kuldioxid og sandsynligvis spor af iltmolekyler. Atmosfæren er så tynd, at den kun kan betegnes som en eksosfære; molekyler sputteres eller frigives fra isen ved bestråling fra rummet. Der er også en relativt intens ionosfære, som dannes, når sol‑ og magnetosfærepartikler ioniserer de øvre atmosfæriske lag. Da Callisto befinder sig længere fra Jupiter end de indre måner, er den samlet set mindre udsat for de stærkeste dele af Jupiters strålingsbælter.

Muligt underjordisk hav og astrobiologisk interesse

Observationer fra Galileo og senere analyser har rejst muligheden for, at Callisto kan indeholde en form for underjordisk hav eller et persisterende lag af flydende vand — muligvis et saltet hav — under den isrige skorpel. Induktionen i det lokale magnetfelt antyder et ledende lag, som kan være et hav af saltholdigt vand. Modeller varierer, men nogle peger på, at et sådant hav kan være placeret under islag, måske i dybder på størrelsesordenen titusinder af meter eller mere (i artiklens oprindelige tekst nævnes "mere end 100 kilometers dybde").

Et eventuelt hav gør Callisto interessant i en astrobiologisk sammenhæng, fordi flydende vand er en af de grundlæggende forudsætninger for liv, som vi kender det. Samtidig er Callisto mindre sandsynlig end Europa som kandidat for liv, fordi den mangler den intense tidevandspåvirkning, som skaber energi og aktiv geologi ved Europa, samt øget kemisk udveksling mellem hav og overflade.

Undersøgelser og missioner

Forskellige rumsonder — fra Pioneers 10-11 til Galileo og Cassini-Huygens — har passeret Callisto og sendt værdifulde data hjem. Derudover foretog Voyager‑sonderne flyby‑observationer i 1979. Galileo leverede de mest detaljerede opmålinger af overfladen, sammensætningen og magnetfeltet i 1990'erne og begyndelsen af 2000'erne. Den kommende ESA‑mission JUICE (JUpiter ICy moons Explorer) planlægges også at foretage månepassager og observationer af Callisto under sin rejse mod og ankomst til Jupiter‑systemet, hvilket forventes at forbedre vores forståelse af månens indre og mulige hav.

Mulighed for fremtidig menneskelig udforskning

Callisto anses ofte for at være et af de mere realistiske steder i Joviansystemet for en menneskelig base, fordi den ligger langt nok fra Jupiter til at være beskyttet imod de værste strålingsniveauer, og fordi den har relativt sikre landingssteder på en stabil, gammel overflade. Dens lave tyngdekraft gør landing og opstigning lettere end ved større måner, selvom logistiske udfordringer — såsom lang afstand fra Jorden, meget lave temperaturer og mangel på flydende brændstoffer på overfladen — stadig er betydelige.

Selvom Callisto har attraktive egenskaber som fremtidig base for udforskning af det joviske system, vil hver mission kræve omhyggelig planlægning med fokus på strålebeskyttelse, energiforsyning og udnyttelse af lokale ressourcer (f.eks. is). Endelig vil yderligere ubemandede missioner være nødvendige for at bekræfte tilstedeværelsen og egenskaberne af et eventuelt underjordisk hav, før mere ambitiøse bemandede programmer kan overvejes.

Spørgsmål og svar

Q: Hvad er Callisto?

Spørgsmål: Hvor stor er Kallisto sammenlignet med Merkur?

Spørgsmål: Hvor kredser Callisto om Jupiter?

Spørgsmål: Hvilke bemærkelsesværdige træk er der på dens overflade?

Sp: Hvilken type atmosfære omgiver Callisto?

Søg efter bogstav