Galileïsche manen

Zo worden de vier grote manen van Jupiter wel genoemd, omdat ze voor het eerst door Galileo Galileï zijn waargenomen.

Deze Jupitermanen zijn in de tachtiger jaren uitgebreid onderzocht door de Amerikaanse ruimtevoertuigen Voyager 1 en Voyager 2.

Van de vier Galileïsche manen is Callisto de buitenste.

Alleen de Voyager 1 heeft al meer dan honderd opnamen van dit maantje naar de aarde geseind. De opnamen laten een enorme inslagstruktuur zien. Deze inslagstructuur omvat bijna één derde van het gehele oppervlak! Rond de eigen lijke inslag liggen ringen die wat op golven lijken. In totaal zijn er 25 ringen gevonden. De buitenste ring heeft een doorsnede van zo'n 2600 kilometer. Het centrale deel van de inslag heeft een doorsnede van ongeveer zeshonderd kilometer. De geleerden denken dat hier een groot object is ingeslagen. Dit object zou zijn doorgeschoten naar het binnenste van Callisto. Door de hitte van de inslag smolt de korst van rots en ijs op die plaats. Er ontstonden grote, trage golven. Maar door de lage temperatuur bevroren die golven weer voordat ze waren 'uitgedoofd'.

Deze bevroren golven zijn nu als bergruggen in cirkel vorm zichtbaar. Ze zijn wat lichter van kleur dan de rest van het oppervlak.

Op Callisto komen geen hoogteverschillen van meer dan anderhalve kilometer voor. Het oppervlak is bezaaid met kraters. Net als onze maan. Daaruit leiden de sterren kundigen af dat het maantje ongeveer net zo oud is als onze eigen maan.

Op de foto's die de Voyagers van het maantje Ganymedes maakten, viel een grote donkere vlek het meest op. Sommige sterrenkundigen denken dat die vlek een geweldig inslag bekken is. Andere geleerden geloven hier niet in. Wel is zeker dat het donkere gebied ouder is dan het lichtere gebied. Op het donkere gebied komen namelijk veel meer inslagkraters voor.

Er zijn overigens meerdere donkere gebieden gevonden. In de donkere gebieden komen ook lichtere strepen voor. Die lijken een beetje op golven. Misschien zijn ze ontstaan door een enorme inslag die lang geleden heeft plaatsge vonden.

De leeftijd van de donkere gebieden wordt geschat op ongeveer één miljard jaar. Dat lijkt erg oud, maar het is nog altijd meer dan twee miljard jaar jonger dan het oppervlak van onze eigen maan.

Net als op de maan komen er op Ganymedes ook kraters voor met een stralenstelsel. Maar ze zijn wel op een andere manier ontstaan. Op de maan bestaan de stralen stelsels waarschijnlijk uit fijn, poederachtig materiaal, dat het zonlicht beter weerkaatst. Op Ganymedes is op de plaats van de inslag het ijs in de bodem gesmolten.

Voordat het weer is afgekoeld zakt het rotsachtige materiaal weg. Dat is immers het zwaarst. Na bevriezing blijft er een ijsachtig gebied over.

Het oppervlak van Ganymedes is erg verweerd. Zo komen er barsten voor van enkele kilometers breed en honderden kilometers lang.

Het maantje Europa is wat kleiner dan onze eigen maan. De Voyager 1 passeerde het maantje op grote afstand. Dat kun je zien in het lijstje hieronder. In dit lijstje hebben we de kortste afstand aangegeven die de ruimtevoertuigen Voyager 1 en 2 tot Jupiter en vijf van zijn maantjes bereikten.

kortste afstand tot:  Voyager 1       Voyager 2 

   Jupiter            349.000 km       722.000 km 

   Amalthea           317.000 km       558.000 km 

   Io                  21.000 km     1.130.000 km 

   Europa             734.000 km       206.000 km 

   Ganymedes          115.000 km        62.000 km 

   Callisto           126.000 km       215.000 km

Misschien is Europa wel de gladste maan van het zonne stelsel. Hoogteverschillen groter dan één kilometer komen er niet voor. Het maantje bestaat voor het grootste deel uit ijs. Dus gewoon bevroren water! Natuurlijk komen er ook een heleboel andere materialen voor, maar de hoeveel heid ijs verklaart wel waarom het maantje zo helder is.

IJs weerkaatst namelijk veel zonlicht.

Op foto's van de Voyager zien we vele gebroken lijnen over het oppervlak van Europa lopen. Dat zijn breuken in de ijskorst. Door allerlei oorzaken is de korst van Europa niet helemaal in rust. Dat kan komen door inslagen, maar ook door de wisselende aantrekkingskracht van de andere maantjes. Zeker van Ganymedes. De breuken in de honderd kilometer dikke ijslaag zijn opgevuld met materiaal dat afkomstig is van het inwendige van het maantje. De scheuren en barsten die we nu op het maantje zien zijn over een paar honderd jaar zo goed als verdwenen. Dat weten we omdat er op Europa helemaal geen inslagkraters gevonden zijn. Dat betekent dat de littekens in het oppervlak binnen korte tijd verdwijnen.

Eén van de grootste verrassingen van het Voyagerproject was wel het maantje Io. De ruimtevoertuigen ontdekten op dit maantje maar liefst acht werkende vulkanen. Door de vele vulkaanuitbarstingen op Io wordt het oppervlak van deze maan steeds vernieuwd. Als er een krater op ontstaat, is deze binnen een paar honderd jaar bedolven onder vulkanisch materiaal. Er zijn dan ook helemaal geen inslagkraters op Io gevonden. Wel genoeg vulkanische kraters. Het materiaal dat uit het binnenste van het maantje naar boven komt, bestaat voor een groot deel uit verbindingen van zwavel. Daardoor heeft Io ook zo'n rode kleur. Dat het maantje erg rood was wisten we al lang. Dat is vanaf de aarde met hele grote kijkers al te zien. Maar niemand had echter verwacht dat het zo'n vulkanisch hemellichaam was.

Op een paar sterrenkundigen na. Vlak voordat de Voyager 1 de vulkanen ontdekten publiceerden deze sterrenkundigen een theorie dat er op Io vulkanen voor zouden kunnen komen. Ze hadden ook een verklaring voor die vulkanische hitte. Die verklaring was niet de druk van de zwaartekracht in de kern van het maantje. Daar is Io te klein voor. En dus ook te licht. Maar er is een andere verklaring! Eénmaal per omwenteling passeert Io de andere twee manen Europa en Ganymedes op vrij korte afstand. Hierdoor ontstaan reusachtige getijdenwerkingen. Het vloeibare inwendige van het maantje gaat hierdoor heen en weer schuiven. De oceanen op aarde doen dat ook door de aantrekkingskracht van de maan. Maar bij Io is het effect veel en veel groter omdat die andere twee manen zo dichtbij komen.

Daardoor ontstaat veel wrijvingswarmte. Deze enorme wrijvingswarmte is dan de verklaring voor de enorme vulkanen op Io. Het is overigens voor het eerst dat er buiten de aarde werkende vulkanen op een ander hemellichaam zijn aangetoond. In de gebieden met werkende vulkanen hebben de geleerden met speciale instrumenten temperaturen gemeten die honderden graden hoger zijn dan in de omgeving.

Je hebt duidelijk kunnen lezen dat de vier Galileïsche manen totaal verschillend zijn. Hieronder geven we van deze manen de middellijn en de gemiddelde dichtheid (ofwel soortelijk gewicht) aan. In de laatste kolom geven we aan hoeveel iemand, die op aarde 42 kg weegt, op het maantje weegt. Je kunt hierbij bedenken dat iemand van 42 kilogram op onze maan 7 kilogram weegt.

maan       middellijn    gemiddelde    gewicht aan oppervlak 

                         dichtheid        (op aarde 42 kg) 

Io          3.632 km       3,56               6,8 kg 

Europa      3.126 km       3,05               5,6 kg 

Ganymedes   5.276 km       1,94               6,3 kg

Callisto    4.820 kg       1,82               4,4 kg

ONTBREKENDE ZIN langs Europa. Er werd door de sonde een gebied van 30 bij 40 kilometer gefotografeerd dat sterk lijkt op aardse satellietfoto's van een bevroren oceaan. Kilometers grote ijsschotsen zijn verschoven en afgebroken op een manier die volgens deskundigen bewijst dat eronder water stroomt. Dit water moet van onderaf door vulkanen zijn ontdooid, omdat de zon daar op die afstand te zwak voor is. Het zijn de eerste duidelijke aanwijzigngen dat buiten de aarde vloei baar water voorkomt, wat noodzakelijk is voor het ontstaan van leven.