Спутники Юпитера: миры с вулканами, скрытыми океанами и встречным движением

На Ио вулканы непрерывно переделывают поверхность. Подо льдом Европы скрывается океан. Ганимед превосходит размерами Меркурий и обладает собственным магнитным полем. А далеко от планеты движутся десятки небольших спутников — вероятные обломки древних столкновений.

Расскажу подробнее о лунах Юпитера и группах, которые они формируют.

На ноябрь 2026 года каталог Лаборатории реактивного движения NASA, JPL, насчитывает 115 спутников Юпитера. Число продолжает меняться: астрономы обнаруживают небольшие тусклые объекты и уточняют их орбиты.

Чтобы разобраться во всем этом множестве, удобно выделить три части системы:

1. Четыре галилеевых спутника: Ио, Европа, Ганимед и Каллисто.
2. Четыре малых внутренних спутника: Метида, Адрастея, Амальтея и Фива.
3. 107 внешних нерегулярных спутников: семейства небольших лун и объекты с обособленными орбитами.

Такое деление охватывает всю известную систему. Но принадлежность к конкретному семейству — уже научная интерпретация. Ученые сопоставляют орбиты, цвета и спектры объектов, чтобы выяснить их происхождение  .

Галилеевы спутники получили общее название в честь Галилео Галилея, который наблюдал их в январе 1610 года. Открытие показало, что небесные тела могут обращаться вокруг другого центра, кроме Земли. Сегодня эти луны интересны как самостоятельные миры  .

На снимках Ио желто-оранжевая, с темными пятнами и яркими следами извержений. Это самый вулканически активный мир Солнечной системы. Причина такой активности — меняющееся гравитационное воздействие, которое деформирует недра спутника, из-за чего часть механической энергии превращается в тепло  .

Поддерживать этот процесс помогают соседние луны. Пока Ганимед совершает один оборот вокруг Юпитера, Европа делает два, а Ио четыре. Такая связь называется орбитальным резонансом — повторяющиеся гравитационные воздействия не дают орбите Ио стать полностью круговой. Из-за этого приливные деформации продолжаются  .

Не менее удивительна атмосфера Ио. Она очень разреженная и состоит преимущественно из диоксида серы. Когда луна попадает в тень Юпитера, ее поверхность остывает, а значительная часть газа оседает в виде инея. После возвращения солнечного света вещество снова переходит в газообразное состояние.

Это удалось проследить по инфракрасным наблюдениям с Земли. В исследовании 2016 года содержание диоксида серы в столбе атмосферы во время затмения уменьшалось примерно в пять раз. То есть атмосфера не исчезает бесследно: ее вещество временно концентрируется на поверхности  .

Спутник Европа немного меньше земной Луны. Его поверхность покрыта водяным льдом с трещинами и хребтами. По наблюдениям ученых, под этой оболочкой может находиться глобальный соленый океан, который делает Европу одной из главных целей в поиске обитаемых сред за пределами Земли  .

В 2019 году исследователи обнаружили на поверхности Европы спектральный признак облученного хлорида натрия — поваренной соли. Но пока нельзя утверждать, что эта соль поднялась из подледного океана  .

В конце 2025 года ученые опубликовали данные «Юноны»  : в районе, над которым зонд пролетел в 2022 году, толщина холодного внешнего слоя составила 29 км  .

Ганимед — крупнейший спутник Солнечной системы. Он больше Меркурия по диаметру, хотя уступает ему по массе. Еще одна особенность — собственное магнитное поле, обнаруженное аппаратом «Галилео» в 1996 году. Это уникальный случай среди известных спутников  .

На Ганимеде есть полярные сияния, положение которых меняется под воздействием магнитного поля Юпитера. Если внутри спутника скрыт электропроводящий соленый океан, возникающее в нем индуцированное поле должно ослаблять эти колебания.

Именно такой эффект исследователи увидели в наблюдениях «Хаббла»  ​— пояса сияний смещались примерно на два градуса. Если бы на спутнике не было океана, движение составило бы около шести градусов. Так светящаяся атмосфера стала инструментом изучения глубин, до которых еще не добрался ни один зонд  .

Каллисто — второй по размерам спутник Юпитера и самый удаленный из галилеевой четверки. Его поверхность хранит огромное количество ударных кратеров. В отличие от Ио, здесь нет интенсивного вулканизма, который постоянно стирал бы следы прошлого. Возраст его поверхности оценивают примерно в четыре миллиарда лет  .

На снимках «Галилео» исследователи обнаружили необычный ландшафт со светлыми ледяными выступами и темным материалом между ними. Эти структуры свидетельствуют о медленной эрозии: поверхность меняется  .

Под поверхностью спутника также может быть соленый океан. Но это предположение — NASA отмечает, что он может быть глубоко либо вовсе отсутствует  .

Близко к Юпитеру обращаются четыре небольшие луны неправильной формы. В порядке удаления от планеты это:

1. Метида, диаметр 43 км.
2. Адрастея, диаметр 16 км.
3. Амальтея, диаметр 167 км.
4. Фива, диаметр 99 км.

Для вытянутых тел такой диаметр — условная характеристика размера. Их длина по разным осям может различаться  .

Эта четверка связана с едва заметными кольцами Юпитера. Когда мелкие межпланетные частицы ударяют по поверхности лун, они выбивают пыль, которая остается на орбите вокруг планеты.

Метиду и Адрастею считают источниками вещества главного кольца. Амальтея и Фива снабжают пылью более разреженные внешние кольца. Получается, маленькие спутники влияют на облик всей системы: их поверхность постепенно расходуется на создание пылевого окружения Юпитера  .

Внешние луны называют нерегулярными из-за особенностей орбит. Они обращаются далеко от Юпитера, часто по сильно наклоненным и вытянутым траекториям. Многие движутся в направлении, противоположном вращению планеты, — такое движение называют ретроградным.

Сходство орбит позволяет объединять спутники в семейства. Ведущее объяснение их происхождения предполагает захват Юпитером посторонних тел и последующие столкновения, раздробившие их на части. Поэтому несколько современных лун могут быть остатками одного древнего объекта  .

Особенно необычна в этом списке Валетудо — она движется через область, где другие луны идут навстречу ей. Такая конфигурация создает возможность столкновений с высокой относительной скоростью. Исследователи предполагают, что такие встречи могли участвовать в формировании современных семейств лун Юпитера  .

У многих небольших спутников пока нет собственных имен: в каталогах они обозначены буквами и цифрами. Для них известны прежде всего характеристики движения.

Следующий большой этап исследований связан с двумя аппаратами:

1. Europa Clipper — по расчетам NASA, он прибудет к Юпитеру в 2030 году и совершит 49 научных сближений с Европой. Задача миссии — выяснить, могут ли под ее поверхностью существовать условия, подходящие для жизни  .
2. Juice — миссия, которая должна прибыть к Юпитеру в июле 2031 года, чтобы исследовать ледяные спутники и затем перейти на орбиту Ганимеда. Ученым предстоит выяснить, как устроены скрытые океаны, что отделяет их от поверхности и как эти миры менялись на протяжении миллиардов лет  .

Что еще почитать:

1. Спутники Марса Фобос и Деймос: как они появились и почему один из них может разрушиться.
2. Спутники Сатурна: от Титана до лун без имени.
3. «Луна-25»: почему разбилась первая российская лунная станция и что нужно знать о миссии.