TLDR: Experiment s analogem chování krystalizovaných částic železa v nitru Ganymedu naznačil, proč má měsíc tak proměnlivé magnetické pole – krystaly se totiž pohybují v cyklech aktivity a neaktivity. Studie hír.

Věděli jste, že uvnitř planet sněží? Jen to není sníh tak, jak ho známe ze Země. Obecně platí, že nitra planet a měsíců dokáží být stejně záhadná, jako i významná – bez aktivního jádra byl ale Země neměla magnetické pole či atmosféru! Takže lze říct, že to, co je v nitru, se o to víc počítá!

Leč, navzdory tomu, že pod planetární kůru přímo nevidíme, si v případně Země můžeme leccos zjistit měřením seizmických vln – jelikož však síť seizmografů na povrchu jiných světů (zatím) není, jsme odkázáni na pomalejší poznávání, měření, domýšlení si. Jako když nyní v nové studii experiment evropských vědátorů nasimuloval „sněžení” v nitru Jupiterova Ganymedu!

Tajemný Ganymed

S Ganymedem je totiž problém – má občas mnohem aktivnější magnetické pole, než jaké bychom u měsíce jeho velikosti čekali. Občas ale zase jeho magnetosféra značně ochabuje…

Tuší se, že dílem za to může Jupiter – jeho massivní gravitace na nitro Ganymedu působí jen o něco slabší silou, než na nitro pekelného Io a dost rovněž geologicky nemálo aktivní Europy (oba jsou Jupiteru blíže). Ale dílem za to může i jeho složení.

Nedávná experimentální studie dost možná objasnila magnetické pole Ganymedu testováním modelu „železného sněhu„, který byl navržen k vysvětlení silné magnetické aktivity měsíce. Tento modýlek předpokládá, že krystaly železa v blízkosti hranice jádra a pláště Ganymeda stoupají a klesají, čímž vytvářejí pohyby v tekutém jádře, které generují jeho magnetické pole.

Na Ganymedu žádná sonda nikdy nepřistála, a ještě dlouho tam ani nepřistane – tím méně se bude dát poznávat jeho nitro jiným způsobem, než nepřímým a simulačním. Aby vědátoři otestovali podmínky v nitru Ganymedu, provedli pokusy s vodním ledem jako analogem krystalů železného sněhu. Je to sice trochu babicovské, ale taky o dost bezpečnější než hrátky s roztavenými horninami…

Jejich experiment zahrnoval nádrž s vodou ochlazenou zespodu, která představovala jádro a plášť planety – přičemž ledové krystalky se tvořily a unášely spíše nahoru než dolů. Ačkoliv jde zjevně o analog hodně analogový, pokus přinesl několik překvapivých zjištění o cykličnosti podobné materiálové výměny!

Aktivita a neaktivita

Čekalo se totiž, že tvorba a výměna krystalů bude v zásadě neptržitý, homogenní proces – jenže namísto toho ve stoupání a tání docházelo k výbuchům rychlé aktivity, po nichž následovala období nečinnosti!

Tento nepravidelný vzorec vznikl proto, že kapalina musela dosáhnout přechlazeného stavu pod typickým bodem tuhnutí ledu, aby se spustil proces krystalizace. A byť se samože bavíme o pokusech s vodním ledem uvnitř tekuté vody, lze předpokládat, že podobné chování bude přítomné i s flaksami pevnějšího železa uvnitř roztavené horniny v nitru Ganymedu…

Sporadický charakter tvorby železného sněhu má významné důsledky pro magnetické pole tělesa – v případě Ganymedu k tomuto procesu pravděpodobně dochází přerušovaně a na různých místech jeho jádra, což může vysvětlovat právě pozorované dynamické a v čase se měnící magnetické pole.

Studie navíc naznačuje, že chování železného sněhu nemusí být jedinečné pro Ganymed, ale může se vyskytovat i u jiných planetárních těles, jako je Merkur, Měsíc, Mars a kovové asteroidy. Pochopení této dynamiky nás přibližuje k pochopení magnetických systémů těchto nebeských těles.

Cizí, vzdálené světy

Zajímavé je, že naše vlastní pozemské jádro zřejmě není do takové míry ovlivněno železným sněhem jako světy jiné. Může za to odlišné složení zemského jádra v kombinaci s intenzivním gravitačním tlakem – kvůli tomu u nás kovy tuhnou a tají trochu jinak než proces sněžení tušený na Ganymedu.

Jelikož přímo na Ganymedu (Měsíci, dalších tělesech) budeme podobné experimenty moct ověřit až za pekelně dlouho (chcete-li se toho dožít, radši moc nesolte), budou podobné nedokonalé analogy ještě na dlouho nejlepším způsobem, jak spolu s pozorováním poznávat, co skutečně leží v nitru cizích, vzdálených světů!

[Ladislav Loukota, PB]

Vědátor vzniká v dílně spolku studentů a popularizátorů vědy UP Crowd za podpory MUDRstart, který tvoří přípravné testy pro studenty vysokých škol. Krom různých autorů projekt jako šéfredaktor vede Ladislav Loukota – jeho kontaktní mail je [email protected]