Kallisto – Jupiters näst största måne: egenskaper, yta och möjligt hav

Upptäck Kallisto — Jupiters näst största måne: egenskaper, kratrad yta, is, organiska ämnen och ny forskning om ett möjligt underjordiskt hav.

Kallisto är en måne till planeten Jupiter som upptäcktes 1610 av Galileo Galilei och som fick sitt namn efter Kallisto. Den är den näst största månen i Jupiters omloppsbana, efter Ganymedes, och den tredje största månen i solsystemet. Kallisto är nästan lika stor som planeten Merkurius, med 99 % av planetens diameter, men är mycket mindre massiv. Av Jupiters fyra Galileiska månar är Callisto den mest avlägsna, med en omloppsradie på cirka 1 880 000 kilometer. Den ingår inte i den banresonans som påverkar de tre inre galileiska satelliterna Io, Europa och Ganymedes. Precis som jordens måne roterar Callisto synkront med sin omloppstid. Detta innebär att ena sidan alltid är vänd mot Jupiter, medan den andra sidan aldrig ser planetens ansikte. Callistos yta påverkas mindre av Jupiters magnetosfär än de sju månar som ligger närmare planeten.

Callisto består av ungefär lika mycket sten som is och har en genomsnittlig densitet på cirka 1,83 g/cm³. Kemiska föreningar på ytan är bland annat vattenis, koldioxid, silikater och organiska ämnen. Rymdsonden Galileo gjorde undersökningar av månen och avslöjade att Callisto kan ha en liten silikatkärna och möjligen ett underjordiskt hav av flytande vatten som är mer än 100 kilometer djupt.

Callistos yta är kraftigt kraterad och extremt gammal. Ytan uppvisar inga tecken på processer som sker under ytan, såsom plattektonik, jordbävningar eller vulkaner, och man tror att den huvudsakligen har utvecklats under inflytande av meteoritnedslag. Bland de anmärkningsvärda ytdragen finns strukturer med flera ringar, nedslagskratrar i olika former och kedjor av kratrar (så kallade catenae) och tillhörande ärr, åsar och avlagringar. I mindre skala är ytan varierad. Den består av frost på kullarnas toppar, omgiven av ett slätt täcke av mörkt material i dalarna. Detta tros vara ett resultat av nedbrytning av små landformer, orsakad av sublimering. Detta stöds av de få små nedslagskratrarna och förekomsten av många små knölar som tros vara deras rester. Landformernas absoluta ålder är inte känd.

Callisto är omgiven av en extremt tunn atmosfär som består av koldioxid och förmodligen syremolekyler. Det finns också en ganska intensiv jonosfär. Man tror att det finns ett hav i Callisto. Detta kan betyda att det kan finnas liv. Detta är dock mindre troligt än på det närliggande Europa. Olika rymdsonder från Pioneers 10-11 till Galileo och Cassini-Huygens har studerat månen. Callisto anses vara den lämpligaste platsen för människor att bosätta sig på för framtida utforskning av det jovianska systemet.

Översikt och viktiga fakta

• Namn: Kallisto (eng. Callisto)
• Upptäckt: 1610 av Galileo Galilei
• Storlek: nästan lika stor som Merkurius (diametern ligger runt 4 800 km)
• Omloppsradie: cirka 1,88 miljoner kilometer från Jupiter
• Täthet: cirka 1,83 g/cm³ (visar blandning av sten och is)
• Rotation: synkron rotation—samma sida mot Jupiter

Fysisk sammansättning och inre struktur

Kallisto består till stora delar av vattenis och sten. Mätningar tyder på att månens inre är mindre differentierat än exempelvis Ganymedes eller Io. Istället för en tydligt uppdelad kärna, mantel och skorpa pekar data mot en relativt homogen blandning, eventuellt med en liten silikatkärna inuti.

Studier från Galileo och senare analys visar också tecken som kan tolkas som ett flytande, saltsatt underjordiskt lager (ett hav) under ett tjockt istäcke. Tolkningarna varierar: vissa modeller beskriver ett relativt tunt, globalt hav, andra ett lager som är lokaliserat eller uppdelat av is med varierande tjocklek. Bevisen är inte lika tydliga som för Europa, och frågan om ett stabilt, djupt hav kvarstår öppen.

Ytan: mycket gammal och kraftigt kraterad

Kallistos yta är en av de mest kraterade i solsystemet och visar få tecken på ny geologisk aktivitet. De största strukturerna är flerringade nedslagsbassänger, där Valhalla är ett av de mest framträdande exemplen. Den långa geologiska historien gör ytan mycket gammal — de flesta ytformationer tros vara flera miljarder år gamla.

På närmare håll syns variationer i färg och albedo: toppen av kullar kan vara täckta av relativt ljus frost, medan dalar ofta innehåller mörkare, finare material. Subtila processer som sublimation (direkt övergång från is till gas) och fragmentering av små landformer formar ytan över tid, men i mycket långsamma steg jämfört med bergarter på jorden.

Atmosfär, jonosfär och magnetism

Kallisto har ingen tät atmosfär — i stället finns en mycket tunn exosfär med spår av koldioxid och sannolikt molekylärt syre som skapas av strålning som sönderdelar vattenis och andra ämnen vid ytan. Mätningar visar också en svag men påtaglig jonosfär.

Mätningar av magnetfältet från rymdsonder har varit begränsade men viktiga. Till skillnad från Europa uppvisar Kallisto inte en lika stark indikation på inducerade magnetfält som entydigt skulle bekräfta ett djup globalt saltvattenhav — tolkningarna är därför försiktiga och fortsatt föremål för forskning.

Möjligheten till ett underjordiskt hav och förutsättningar för liv

Att Kallisto eventuellt hyser flytande vatten under isen gör den intressant i samband med sökandet efter potentiell biologisk aktivitet. Men förutsättningarna skiljer sig från Europa: Kallisto har lägre inre värme (mindre tidvattenuppvärmning), svagare interaktion med Jupiters magnetosfär och därför troligen mindre energitillförsel till eventuella underjordiska miljöer. Det gör sannolikheten för liv där mindre än på Europa, men inte noll.

Utforskning och framtida uppdrag

Flera rymdsonder har passerat eller studerat Kallisto, bland andra Pioneer- och Cassini-Huygens-uppdragen, men det var framförallt Galileo som gav detaljerad data under 1990-talet och början av 2000-talet. Framöver planerar Europeiska rymdorganisationen ESA:s mission JUICE (JUpiter ICy moons Explorer) att genomföra fler observationer av Jupiters yttre månar, inklusive Kallisto, under sin färd mot och vid ankomsten till det jovianska systemet.

Mänskliga baser och framtida utforskning

Kallisto lyfts ofta fram som en möjlig bas för framtida bemannade operationer i Jupiter-systemet. Skälen är bland annat:

• Relativt låga nivåer av skadlig joniserande strålning jämfört med Europa och Io, tack vare avståndet från Jupiter.
• Stabil och gammal yta som underlättar landning och etablering.
• Befintligt vatten i form av is, vilket är en värdefull resurs för livsuppehåll, drivmedel och annan bruk.

Samtidigt finns stora utmaningar: extrem kyla, avsaknad av atmosfär att andas, långa kommunikationsfördröjningar till jorden och behovet av stora resurser för transporter och skydd mot rymdstrålning.

Sammanfattning

Kallisto är en av solsystemets mest intressanta och välstuderade isiga månar: stor, gammal och kraftigt kraterad. Dess möjliga underjordiska hav gör den relevant för både geofysisk forskning och astrobiologi, samtidigt som dess stabila yta och lägre strålningsnivåer gör den till en intressant kandidat för framtida utforskningsbaser i det jovianska systemet. Fortsatt observation, framför allt genom kommande uppdrag som JUICE, väntas ge fler svar på hur månen är uppbyggd och om ett hav verkligen finns under ytan.

Frågor och svar

Fråga: Vad är Callisto?

F: Hur stor är Kallisto jämfört med Merkurius?

F: Var kretsar Callisto runt Jupiter?

F: Vilka är några anmärkningsvärda drag på dess yta?

F: Vilken typ av atmosfär omger Callisto?

Sök med bokstav