Ganymedes ja Juno
Näin helteisen pride-kuukauden päätteeksi voi hyvin jäähdytellä aurinkokuntamme jäisen homokuun seurassa. NASAn Jupiteria kiertävä Juno-luotain teki nimittäin 7.6.2021 ensimmäisen Ganymedes-kuun ohilennon sitten vuoden 2000 joulukuun, jolloin vara-antennin varassa räpiköinyt Galileo-luotain pyyhälsi viimeisen kerran Ganymedeen ohi.
Junon ensimmäiset Ganymedes-kuvat ovat sinänsä upeita, mutta varsinaisia mittaustuloksia ei ohilennolta vielä tietenkään ole julkaistu. Ohilennon jälkeen NASAn PR-koneisto sai sylkäistyä ulos vain kaksi huonosti käsiteltyä kuvaa. Ikävä kyllä niiden projisointi oli vähän sinnepäin, toinen kuvista esitettiin ylösalaisin, eikä kummastakaan kerrottu edes alustavasti sitä, mistä päin Ganymedestä kuvat ovat, mitä niissä näkyy tai mikä niiden mittakaava on. Häkellyttävän onnetonta toimintaa. Ei siis ole suurensuuri ihme, että etenkin pelkästään kotimaisia tiedotusvälineitä seuraamalla ohilento meni hyvin helposti, no, ohi.
Itsensä Galileo Galilein tammikuussa 1610 löytämä* Ganymedes on yksi niitä aurinkokuntamme kappaleita, joilla on jonkinasteinen imago-ongelma. Ganymedes on kaikista kuista läpimitaltaan (5268 km) suurin ja kahdeksanneksi kookkain Aurinkoa kiertävä kappale. Se on siis isompi kuin Merkurius ja sen halkaisijalle mahtuisi helposti kaksi Plutoa. Ganymedeellä on rautainen sisäydin, kivinen ulkoydin ja lähinnä jäästä koostuvat vaippa ja kuori, jonka pinnanmuotojen synty on monilta osin mysteeri. Sillä on myös oma magneettikenttä ja revontulet, kuurasta muodostuneet napakalotit ja kenties noin 100 km syvä pinnanalainen suolainen meri.
Vähänkään oikeudenmukaisemmassa maailmassa näin monipuolinen ja kaunis pallo kuuluisi aurinkokuntaintoilijoiden suosikkikappaleiden joukkoon. Ganymedeen ongelma kuitenkin on, että se on tuomittu kiertämään psykedeelisenkauniin kaasukehän verhoamaa Jupiteria lähellä aurinkokunnan vulkaanisesti aktiivisinta kuuta Ioa ja yhtä elämän esiintymisen kannalta lupaavinta paikkaa eli Europaa. Vaikka tämä ei planeettageologeja haittaa – Ganymedes on geologisesti ihan yhtä planeetta kuin Venus, Mars tai Triton – sen asema Jupiterin vähemmän aktiivisena kiertolaisena syöksee sen yleisessä arvonannossa väistämättä aurinkokunnan kohteiden kakkoskastiin.
Vaikka NASA möhlikin Junon ohilentokuvien julkaisun, asiansa osaavat harrastajat ovat saaneet JunoCamin kuvadatasta aikaiseksi kunnolla projisoituja ja muutenkin kauniisti käsiteltyjä kuvia. Erilaisia näkemyksiä samasta datasta voi käydä ihastelemassa Unmanned Spaceflight -foorumilla. Ne osoittavat, että jo ensimmäiset kuvat ovat huomattava parannus Galileo- ja Voyager 1 & 2 -luotainten kartoitustuloksiin. Näin siitä huolimatta, että JunoCam ei alkujaan edes ollut varsinainen tutkimuslaite, vaan laitettiin Junon kyytiin lähinnä PR-mielessä.
JunoCamin toistaiseksi ainoasta virallisesti julkaistusta kuvasta ensimmäisenä erottuu Ganymedeen geologinen perusjako terävärajaisiin tummempiin ja vaaleampiin alueisiin. Planeettageologien tieteellisessä kielenkäytössä nämä tummat ja vaaleat alueet tunnetaan tummina ja vaaleina alueina.
Tummat alueet muodostavat Ganymedeen vanhemman osan. Se peittää noin 40 % kuun pinnasta. Tummista alueista suurin, Galileo Regio, on jopa osaavien harrastajien valokuvattavissa (yksityiskohtien erottaminen Jupiterin kuista jaksaa aina hämmästyttää, etenkin näin 80-luvulla aloittaneen visuaalihavaitsijan näkökulmasta). Korkean ikänsä vuoksi tummille alueille on ennättänyt kertyä runsaasti kraattereita. Vesijään lisäksi tummat alueet sisältävät erilaisia vesipitoisia suoloja, sulfaatteja, sekä hiili- ja rikkidioksidia. Alkujaan tummat alueet ovat saattaneet syntyä jonkinlaisen jäävulkanismin tuloksena, mutta varmuutta tästä ei ole. Paikoin tummia alueita halkovat pitkät, kaarevat, suuriin törmäysaltaisiin liittyvät hautavajoamat. Näitä, kuten muitakin Ganymedeen pinnanmuotoja tosin vaivaa se, että jäähän syntyneet kohoumat ja kuopat tuppaavat vanhemmiten lätsähtämään eli relaksoitumaan tasaisemmiksi.
Kuten edellisen kappaleen pohjalta loogisesti pääteltävissä on, vaaleat alueet muodostavat Ganymedeen pinnan nuoremman, vähemmän kraatteroituneen osan, jonka pintakoostumus on tummia alueita puhtaampaa vesijäätä. Vaaleista alueista jotkut ovat hyvinkin tasaisia, mutta usein niitä koristavat pitkät painanteet. Ne ovat syntyneet tektonisesti jääkuoren venyessä. Usein niiden pohjalle on purkautunut kryolaavaa, siis käytännössä vettä. Tällaisia pitkiä tektonisia painanteita (grabeneita) on runsaasti eri mittakaavoissa. Ne muistuttavat hyvin paljon Europan vastaavanoloisia rakenteita.
Ongelmallista on, että Ganymedeen pinnalla näkyy hyvin runsaasti venytyksestä kieliviä muotoja, mutta erittäin vähän sellaisia piirteitä, jotka kertoisivat kuoren lohkojen liikkuneen toistensa suhteen sivusuunnassa. Puristuksesta syntyviä rakenteita ei ole lainkaan. Koko kuun turpoamisesta ei ole uskottavia todisteita tai malleja, joten kuoren jatkuva venytys ilman puristusta jossain päin on mahdotonta. Tutkijoiden käsityksissä Ganymedeen synnystä ja kehityksestä on siis aivan perustavanlaatuisia aukkoja.
Vaaleat alueet eivät syntyessään ole ainakaan täysin tuhonneet tummia alueita. Ilmeisesti vaaleiden alueiden muodostuminen johtikin enimmäkseen vain tummien alueiden peittymiseen ohuehkolla vaalealla kerroksella, jonka läpi ainakin jotkut kraatterit ovat pystyneet kaivautumaan. Peittyminen tapahtui kenties noin 2 ± 0,5 miljardia vuotta sitten ja kesti luultavasti useita satoja miljoonia vuosia.
Vaaleiden alueiden synnyn perimmäisenä syynä saattoi olla Ganymedeen siirtyminen uuteen kiertoaikaresonanssiin Ion ja Europan kanssa. Tämä olisi vuorovesivoimien vahvistumisen vuoksi johtanut runsaampaan sisäiseen sulamisen ja sen myötä pinnan uudistumiseen. Järin vahvoja todisteita idean puolesta ei kuitenkaan ole, eivätkä geologien ja ratoja laskevien dynaamikkojen ajoitukset tunnu täsmäävän.
Esimerkiksi JunoCamin Ganymedes-aineiston erotuskyvystä kelpaa oheinen lähikuva Tros-kraatterista. Sitä ympäröivä kirkas sädejärjestelmä osoittaa Trosin olevan geologisesti hyvin nuori kraatteri, sillä säteet ovat ensimmäisenä eroosion myötä katoava kraatterin piirre. Säteiden ohella silmiinpistävää Trosissa on sen komea keskuskuoppa. Keskuskuopat ovat jäisten kuiden suurten törmäyskraatterien ominainen piirre. Niitä esiintyy myös Marsissa. Vaikka muutamia mahdollisia keskuskuoppakraattereita on löydetty myös kuivilta planeetoilta, lienee niiden synty yhteydessä veden (tai ainakin jonkin helposti haihtuvan yhdisteen) esiintymiseen. Nekin ovat kuitenkin yksi aurinkokuntamme lukuisista tavallisista pinnanmuodoista, joiden syntytapaa ei kuitenkaan pohjimmiltaan ymmärretä. Niiden viehkeyteen ja omituisuuteen tulee varmaankin palattua jossain myöhemmässä blogitekstissä hieman tarkemmin.
JunoCam ei ole Junon ainoa kamera. Stellar Reference Unit (SRU) -kameran päivätyönä on tähtien kuvaaminen Junon navigointia varten. Tehtävä ei Jupiterin säteilypuurossa ole mitenkään helppo. Kameraa voidaan kuitenkin käyttää myös tutkimukseen: se soveltuu säteilymittariksi, ja sillä on kuvattu mm. Jupiterin hentoisia renkaita, salamointia ja revontulia. Sitä käytettiin myös Ganymedeen ohilennon aikana ottamaan kuvia Ganymedeen varjoisalta puolelta Xibalba Sulcuksen alueelta, joka kylpi vain Jupiterin kelmeässä loisteessa.
SRU:n julkaistun Ganymedes-kuvan erotuskyky on parhaimmillaan noin 600 metriä kuvapistettä kohti. Se on aivan kelpo resoluutio, sillä edelleen monin paikoin parhaat Ganymedes-kuvat otettiin vuonna 1979 Voyager-luotainten ohilennoilla puolet huonommalla erotuskyvyllä. Kraatterien ja grabenien lisäksi SRU:n kuvassa näyttäisi olevan myös mm. todennäköinen kryovulkaaninen purkausaukko tai kaldera. Luultavasti lisää niin SRU:n kuin JunoCaminkin kuvia on vielä tulossa.
Kameroiden ohella Junon tutkimuslaitteista etenkin mikroaaltoradiometrin mittaustuloksia odotetaan innolla. Sen ainakin pitäisi pystyä pureutumaan Ganymedeen kuoren alle ja tuottamaan uutta dataa kuoren koostumuksesta, rakenteesta ja lämpötilasta eri syvyyksillä. Näidenkin mittausten tuloksista ja ensimmäisistä tulkinnoista epäilemättä kuullaan lähiviikkojen ja -kuukausien aikana.
Tulevina vuosina Juno lentää kahdesti läheltä Ioa ja ohittaa kerran Europan vain 320 km:n etäisyydeltä. Erityisen läheisiä Ganymedeen ohituksia ei sen sijaan ole enää suunnitteilla. Mikäli Euroopan avaruusjärjestön aikataulut pitävät (mitä ne planeettalentojen kyseessä ollen eivät juuri koskaan tee), vuonna 2032 pitäisi JUICE-luotaimen (Jupiter Icy Moons Explorer) asettua kahdeksaksi kuukaudeksi Ganymedeen kiertoradalle. JUICEn tarkoitus on mm. tutkia Ganymedeen ja Jupiterin magneettikenttien vuorovaikutuksia, mitata Ganymedeen topografia niin laserkorkeusmittarin kuin stereokuvienkin avulla, luodata tutkalla sen kuorta jopa yhdeksän kilometrin syvyyteen etsien mahdollisia vesitaskuja jään keskeltä, sekä määrittää sen pinnan koostumus.
JUICEa odotellessa ovat Junon ohilennon mittaukset ainoat merkittävät uudet lähitutkimukset Ganymedeestä. Uusista kuvista ja muista tuloksista kannattaakin ottaa nyt kaikki ilo irti, sillä seuraavia saataneen vartoa vuosikymmenen verran.
*On myös esitetty, että kiinalainen Gan De olisi tehnyt havainnon Ganymedeestä vuonna 385/382/365/364 eaa. (lähteestä riippuen). Mahdotonta tämä ei ole, sillä Ganymedeen kirkkaus, parhaimmillaan jopa noin 4,5 magnitudia, tekee siitä periaatteessa helposti paljain silmin havaittavan. Ongelmaksi muodostuu turhan läheisen Jupiterin häikäisevä kirkkaus, joka normaalisti estää Ganymedeen ja Kalliston näkemisen. Myöhempiäkin mainintoja Jupiterin kuiden näkemisestä paljain silmin on.
Muokkaus 2.7.2021: Ensimmäisessä kappaleessa Galileon antenniongelmien laatua aavistuksenomaisesti täsmennetty ja kieltä korrektoitu. Galileo pystyi lähettämään vain pienen osan suunnitellusta datamäärästä, koska sen pääantenni oli pitkän varastoinnin aikana jämähtänyt kiinni.