Definisi yupiter adalah planet terbesar dalam tata surya. Planet ini juga disebut

masturi atau respati. Karena planet ini sangat besar, maka sering disebut planet raksasa.

Diameternya 139.500 km, dan isi Yupiter jika dibandingkan dengan bumi adalah 1.300 : 1.

Besar Yupiter hampir dua kali dari besar seluruh planet dalam tata surya, jika dikumpulkan.

Jarak terdekat Yupiter dari matahari (perihelium) 579 juta km dan jarak terjauh Yupiter dari

matahari (aphelium) 816 juta km. kala rotasi planet ini 9 jam 55 menit, sedangkan kala

revolusinya 11,9 tahun.

Suhu rata-rata di permukaan Yupiter 50° C lebih rendah dari pada suhu rata-rata

bumi. Di atas permukaannya, terdapat bintik besar merah, panjangnya kira-kira 40.000 km

dan lebarnya 15.000 km. bintik ini diduga merupakan pulau helium yang terdapat di lautan

gas. Atmosfer Yupiter terdiri dari gas ammonia, dan metan, akibatnya atmosfer Yupiter kaya

hydrogen.

Berat jenis Yupiter 1,35, sedangkan berat jenis bumi 5,52. Karena yupiter mempunyai

massa yang tidak sesuai dengan besarnya, percepatan gravitasinya 2,65 kali percepatan

gravitasi bumi. Yupiter memiliki 14 satelit, empat di antaranya adalah lo, europa, Ganymede,

dan callisto.

Sumber: http://id.shvoong.com/exact-sciences/astronomy/2112609-pengertian-yupiter/#ixzz1L6dTL9zX

Yupiter atau Jupiter adalah planet terdekat kelima dari matahari setelah Merkurius,

Venus, Bumi dan Mars.

Jarak rata-rata antara Yupiter dan Matahari adalah 778,3 juta km. Jupiter adalah

planet terbesar dan terberat dengan diameter 14.980 km dan memiliki massa 318 kali massa

bumi. Periode rotasi planet ini adalah 9,8 jam, sedangkan periode revolusi adalah 11,86

tahun.

Di permukaan planet ini terdapat bintik merah raksasa. Atmosfer Yupiter

mengandung hidrogen (H), helium (He), metana (CH4) dan amonia (NH3). Lapisan atas

atmosfer Yupiter terdiri dari 88 - 92% hidrogen dan 8 - 12% helium. Suhu di permukaan

planet ini berkisar dari -140oC sampai dengan 21oC. Seperti planet lain, Yupiter tersusun atas

unsur besi dan unsur berat lainnya. Jupiter memiliki 63 satelit, di antaranya Io, Europa,

Ganymede, Callisto (Galilean moons).

Cincin Yupiter

Yupiter memiliki cincin yang sangat tipis ,berwarna hampir sama dengan atmosfernya

dan sedikit memantulkan cahaya matahari. Cincin Yupiter terbentuk atas materi yang gelap

kemerah-merahan. Materi pembentuknya bukanlah dari es seperti Saturnus melainkan ialah

batuan dan pecahan-pecahan debu. Setelah diteliti, cincin Yupiter merupakan hasil dari gagal

terbentuknya satelit Yupiter.

SATELIT PADA YUPITER

Ganymede adalah satelit alam dari planet Jupiter dan satelit alami terbesar dalam Tata Surya. Mengitari planetnya kira-kira dalam tujuh hari, ia merupakan satelit ketujuh dan satelit Galilean ketiga dari Jupiter.[8] Ganymede turut serta dalam resonansi orbit 1:2:4 masing-masing dengan satelit Europa dan Io. Ia lebih besar diameternya daripada planet Merkurius namun massanya hanya sekitar setengahnya.[9]

Ganymede sebagian besar terdiri dari batu silikat dan es air. Ia merupakan benda langit yang berdiferensiasi sepenuhnya dengan inti yang cair, kaya akan besi. Samudra air asin dipercaya ada pada hampir 200 km di bawah permukaan Ganymede, diapit lapisan-lapisan es.[10] Permukaannya terdiri dari dua macam bentuk medan permukaan. Daerah gelap, yang jenuh akan kawah tubrukan yang berasal dari hingga empat milyar tahun yang lalu, menutupi sepertiga permukaan satelit itu. Daerah yang lebih terang, dilewati oleh alur-alur dan punggung bukit yang besar dan hanya sedikit lebih tua, menutupi sisanya. Penyebab kacaunya geologi medan permukaan terang itu tidak sepenuhnya diketahui, namun mungkin karena aktivitas teknonik yang ditimbulkan oleh pemanasan pasang-surut.[2]

Ganymede adalah satu-satunya satelit dalam Tata Surya yang diketahui memiliki magnetosfer, yang mungkin timbul karena konveksi dalam inti besi cairnya.[11] Magnetosfer yang kecil itu terkubur oleh medan magnet Jupiter yang jauh lebih besar dan terhubung dengannya lewat garis medan terbuka. Satelit itu mempunyai atmosfir oksigen tipis yang termasuk O, O2, dan mungkin O3 (ozon).[7] Hidrogen atomik adalah penyusun atmosfer yang sedikit. Apakah satelit itu mempunyai ionosfer yang berkaitan dengan atmosfernya masih belum diketahui.[12]

Penemuan Ganymene ditujukan kepada Galileo Galilei, yang mengamatinya pada tahun 1610.[13] Nama satelit itu segera diusulkan oleh astronom Simon Marius, dari Ganymede yang mitologis, pembawa cangkir Dewa-dewi Yunani dan kesayangan Zeus.[14] Dimulai dengan Pioneer 10, wahana angkasa telah mampu memeriksa Ganymede dari dekat.[15] Wahana Voyager memperbaiki pengukuran terhadapnya, sedangkan wahana Galileo menemukan samudera bawah tanah dan medan magnetnya. Misi baru ke bulan-bulan es Jupiter, Europa Jupiter System Mission (EJSM) diusulkan untuk diluncurkan pada tahun 2020.

Penemuan dan penamaan

Pada tanggal 11 Januari 1610, Galileo Galilei mengamati apa yang dia percaya adalah tiga bintang di dekat Jupiter; esok malamnya dia mengetahui bahwa mereka berpindah tempat. Dia menemukan bintang keempat yang diperkirakan, yang ternyata adalah Ganymede, tanggal 13 Januari. Pada 15 Januari, Galileo menyimpulkan bahwa bintang tersebut sebenarnya adalah benda yang mengorbit Jupiter.[16] Dia mengklaim hak untuk memberi nama bulan-bulan tersebut; dia memikirkan “Bintang-bintang Kosmian” lalu tiba pada “Bintang-bintang Medicean”.[14]

Astronom Perancis Nicolas-Claude Fabri de Peiresc menyarankan nama individual dari keluarga Medici bagi bulan-bulan itu, namun usulannya tidak diperhitungkan.[14] Simon Marius, yang pada mulanya mengklaim telah menemukan satelit Galilean, mencoba menamai bulan-bulan tersebut “Saturnusnya Jupiter”, “Jupiternya Jupiter” (yang ini adalah Ganymede), “Venusnya Jupiter”, dan “Merkuriusnya Jupiter”, tatanama lain yang tidak mendapat perhatian. Dari saran oleh Johannes Kepler, Marius sekali lagi mencoba memberi nama bulan-bulan itu:[14]

“ …Lalu ada Ganymede, anak Raja Tros yang tampan, yang oleh Jupiter, yang berubah bentuk menjadi elang, dibawa ke surga dipunggungnya, seperti yang diceritakan dengan lantang oleh penyajak … yang Ketiga, berdasarkan kebesaran cahayanya, Ganymede …[16] ”

Nama ini dan nama satelit Galilean lain tidak disukai dalam waktu sangat lama, dan tidak digunakan secara umum hingga pertengahan abad ke-20. Pada banyak literatur astronomi yang lebih awal, Ganymede disebut dengan penamaan angka Romawinya (sistem yang diperkenalkan oleh Galileo) seperti Jupiter III atau sebagai “satelit Jupiter yang ketiga”. Mengikuti penemuan bulan-bulan Saturnus, sistem penamaan yang berdasarkan dari Kepler dan Marius digunakan untuk bulan-bulan Jupiter.[14] Ganymede merupakan satu-satunya bulan Galilean Jupiter yang dinamai dari tokoh laki-laki.

Orbit dan rotasi

Ganymede mengorbit Jupiter pada jarak 1 070 400 km, yang ketiga diantara satelit Galilean,[8] dan melengkapi revolusinya setiap tujuh hari tiga jam. Seperti kebanyakan bulan yang dikenal, Ganymede terkunci pasang-surut, dengan satu permukaan yang selalu mengarah ke planetnya.[17] Orbitnya sangat sedikit eksentrik dan mencondong ke ekuator Jupiter, dengan eksentrisitas dan inklinasi yang berubah secara quasiperiodik yang ditimbulkan oleh usikan gravitasi matahari dan planet dalam skala waktu berabad-abad. Kisaran perubahannya masing-masing dari 0,0009–0,0022 dan 0,05–0,32°.[18] Variasi orbit ini menyebabkan kemiringan sumbu (sudut antara sumbu rotasi dan sumbu orbit) bervariasi antara 0 dan 0,33°.[3]

Resonansi Laplace dari Ganymede, Europa, dan Io

Ganymede berparstisipasi dalam resonansi orbit dengan Europa dan Io: untuk setiap orbit Ganymede, Europa mengorbit dua kali dan Io mengorbit empat kali.[18][19] Konjungsi superior antara Io dan Europa selalu terjadi bila Io berada pada periapsis dan Europa pada apoapsis. Konjungsi superior antara Europa dan Ganymede terjadi jika Europa berada pada periapsis.[18]

Garis bujur dari konjungsi Io–Europa dan Europa–Ganymede berubah dengan rerata yang sama, memungkinkan terjadinya konjungsi tripel. Resonansi yang rumit itu disebut resonansi Laplace.[20]

Resonansi Laplace yang ada saat ini tidak mampu menaikkan eksentrisitas orbit Ganymede kepada nilai yang lebih tinggi.[20] Nilainya sekitar 0,0013 mungkin merupakan sisa dari masa sebelumnya, saat penaikan nilai seperti itu memungkinkan.[19] Eksentrisitas orbit Ganymede agak membingungkan; jika ia tidak dinaikkan sekarang ia sudah hancur sejak lama karena disipasi pasang-surut di bagian dalam Ganymede.[20] Ini berarti bahwa episode terakhir dari naiknya eksentrisitas terjadi hanya dalam beberapa ratus juta tahun yang lalu.[20] Karena eksentrisitas Ganymede relatif rendah—rata-rata 0,0015[19]—pemanasan pasang-surut dari bulan ini sekarang dapat diabaikan.[20] Akan tetapi, dahulu mungkin Ganymede melalui satu atau lebih resonansi mirip-Laplace[j] yang mampu menaikkan eksentrisitas orbitnya menjadi nilai setinggi 0,01–0,02.[2][20] Hal ini mungkin menyebabkan pemanasan yang signifikan di bagian dalam Ganymede; pembentukan dari permukaan berlekuk-lekuk mungkin merupakan hasil dari satu atau lebih episode pemanasan.[2][20]

Asal-mula resonansi Laplace antara Io, Europa, dan Ganymede tidak diketahui. Ada dua hipotesis: bahwa ia adalah primordial dan telah ada dari permulaan Tata Surya;[21] atau bahwa ia terbentuk setelah terbentuknya Tata Surya. Rentetan peristiwa yang mungkin adalah sebagai berikut: Io menaikkan pasang pada Jupiter, menyebabkan orbitnya memngembang hingga sampai pada resonansi 2:1 dengan Europa; setelah itu ekspansi berlanjut, tetapi sebagian momentum sudutnya dipindahkan ke Europa karena resonansi itu menyebabkan orbitnya juga mengembang; proses itu berlanjut hingga Europa sampai pada resonansi 2:1 dengan Ganymede.[20] Akhirnya rerata pergeseran konjungsi antara ketiga bulan itu tersinkronisasi dan terkunci dalam resonansi Laplace.[20]

Ciri-ciri fisis

[sunting] Komposisi

Interior Ganymede

Kerapatan rata-rata Ganymede, 1,936 g/cm3, menyarankan komposisi materi bebatuan dan air yang hampir sama, dimana air sebagian besar berwujud es.[2] Fraksi massa dari es adalah antara 46–50%, sedikit lebih rendah daripada yang ada di Callisto.[22] Sejumlah es volatile tambahan seperti amonia mungkin juga ada.[22][23] Komposisi pasti dari bebatuan Ganymede tidak diketahui, tetapi mungkin dekat pada komposisi kondrit biasa bertipe L/LL, yang bercirikan lebih sedikitnya besi total, lebih sedikit besi metalik dan lebih banyak besi oksida daripada kondrit H. Rasio berat besi dengan silikon adalah 1,05–1,27 pada Ganymede, sementara itu rasio Matahari sekitar 1,8.[22]

Permukaan Ganymede albedonya sekitar 43%.[24] Es air nampaknya ada dimana saja di permukaannya, dengan fraksi massa 50–90%,[2] jauh lebih banyak daripada di Ganymede secara keseluruhan. Spektroskopi dekat-inframerah mengungkapkan adanya pita serapan es air yang kuat pada panjang gelombang 1,04; 1,25; 1,5; 2,0 dan 3,0 μm.[24] Permukaan berlekuk-lekuk lebih terang dan lebih banyak komposisi esnya daripada permukaan gelap.[25] Analisis spektrum resolusi-tinggi, dekat-inframerah dan ultraviolet yang didapat oleh wahana antariksa Galileo dan dari permukaannya telah mengungkapkan beragam bahan bukan-air: karbon dioksida, belerang dioksida dan, mungkin, sianogen, hidrogen sulfat dan bermacam-macam senyawa organik.[2][26] Hasil-hasil Galileo juga telah menunjukkan magnesium sulfat (MgSO4) dan, mungkin, natrium sulfat (Na2SO4) pada permukaan Ganymede.[17][27] Garam-garam ini mungkin berasal dari samudera di bawah permukaan.[27]

Permukaan Ganymede asimetris; belahan depannya—yang menghadap ke arah gerakan orbit[g]—lebih terang daripada yang ada di belakang.[24] Ini mirip dengan Europa, namun yang sebaliknya terjadi dengan Callisto.[24] Belahan belakang Ganymede nampaknya kaya akan belerang dioksida.[28][29] Sebaran karbon dioksida tidak menunjukkan asimetri belahan apapun, meski ia tidak teramati dekat kutub.[26][30] Kawah tubrukan di permukaan Ganymede (kecuali satu) tidak menunjukkan kayanya kandungan karbon dioksida, yang juga membedakannya dari Callisto. Level karbon dioksida Ganymede mungkin habis pada masa dahulu.[30]

Struktur internal

Perbatasan yang jelas membagi Nicholson Regio yang gelap dari Harpagia Sulcus yang terang

Ganymede nampaknya berdiferensiasi sepenuhnya, terdiri atas inti besi sulfida–besi, mantel silikat dan mantel es luar.[2][31] Model ini didukung oleh rendahnya nilai momen inersia yang [h] takberdimensi—0,3105 ± 0,0028—yang diukur selama terbang mendekat Galileo.[2][31] Kenyataannya, Ganymede momen inersianya adalah yang terendah di antara benda-benda Tata Surya. Keberadaan inti cair kaya besi memberikan penjelasan ilmiah bagi medan magnet intrinsik Ganymede yang terdeteksi oleh Galileo.[32] Konveksi dalam besi cair, yang daya hantar listriknya tinggi, adalah model yang paling diterima dari pembangkitan medan magnetik.[11]

Ketebalan yang tepat dari lapisan-lapisan yang berbeda pada interior Ganymede bergantung dari asumsi komposisi silikat (fraksi olivin dan piroksen) dan banyaknya belerang di inti itu.[22][31] Nilai yang paling mungkin adalah 700–900 km untuk jari-jari inti dan 800–1000 km untuk ketebalan mantel es luar, dengan sisanya terbuat dari mantel silikat.[31][32][33][34] Kerapatan inti itu adalah 5,5–6 g/cm3 dan mantel silikat itu adalah 3,4–3,6 g/cm3.[22][31][32][33] Beberapa model pembangkitan medan magnetik memerlukan adanya inti solid yang terdiri dari besi murni di dalam inti Fe–FeS cair— mirip dengan struktur inti Bumi. Jari-jari inti ini mungkin mencapai 500 km.[32] Suhu inti Ganymede mungkin 1500–1700 K dengan tekanan hingga 100 kBar (10 Gpa).[31][32]

[sunting] Fitur-fitur permukaan

Mosaik gambar Voyager 2 dari Ganymede’s belahan anti-Yovian. Daerah gelap purba dari Galileo Regio terletak di kanan atas. Ia terpisah dari daerah gelap yang lebih kecil di Marius Regio di kirinya oleh pita Uruk Sulcus yang lebih terang dan lebih muda. Es tawar yang dikeluarkan dari kawah Osiris yang relatif baru membuat berkas cahaya terang di bawah.

Permukaan Ganymedian adalah campuran dari dua tipe medan permukaan: daerah gelap dengan sangat banyak kawah tubrukan serta sangat tua, daerah gelap dan daerah yang lebih terang yang agak lebih muda (tapi masih purba) ditandai dengan banyaknya jajaran lekukan serta punggung bukit. Medan permukaan gelap, yang merupakan sekitar sepertiga

permukaannya,[35] mengandung lumpur dan bahan organik yang dapat menandakan komposisi dari benda penubruk dari mana satelit-satelit Yovian terakresi.[36]

Mekanisme pemanasan yang diperlukan untuk membentuk medan berlekuk-lekuk pada permukaan Ganymede merupakan problem yang tak terpecahkan dalam ilmu keplanetan. Pandangan modern adalah bahwa medan berlekuk itu sifatnya terutama tektonik.[2] Kriovulkanisme dianggap hanya berperan kecil, kalau ada.[2] gaya yang menyebabkan tekanan yang kuat pada litosfer es Ganymedian yang perlu untuk memulai aktivitas tektonik mungkin berhubungan dengan peristiwa pemanasan pasang-surut dahulu kala, mungkin timbul saat satelit itu melewati resonansi orbital yang tidak stabil.[2][37] Pemuluran pasang-surut terhadap es mungkin telah memanaskan interiornya dan menegangkan litosfernya, menimbulkan terbentuknya retakan serta patahan sembul dan graben, yang menghilangkan medan yang terang dan tua pada 70% permukaannya.[2][38] Pembentukan medan berlekuk-lekuk mungkin juga berkaitan dengan pembentukan inti mula-mula serta pemanasan pasang-surut lanjutan pada bagian dalam bulan itu, yang menyebabkan sedikit mengembangnya Ganymede sebesar 1–6% akibat transisi fase pada es dan pemuaian termal.[2] Selatam evolusi lanjutan, semburan air yang dalam dan panas mungkin muncul dari inti ke permukaannya, menimbulkan deformasi tektonik pada litosfer.[39] Pemanasan radiogenik di dalam satelit adalah sumber panas yang paling relevan pada saat ini, menyebabkan, contohnya, pada kedalaman samuderanya. Model riset telah ditemukan bahwa jika eksentrisitas orbitnya berada pada besar yang lebih daripada yang ada sekarang (seperti yang ada di masa lalu) pemanasan pasang-surut akan menjadi sumber panas yang lebih penting daripada pemanasan radiogenik.[40]

Kawah tubrukan yang baru pada permukaan berlekuk di Ganymede

Keberadaan kawah terlihat pada kedua tipe medan permukaan Ganymede, namun banyak terjadi pada permukaan gelap: nampaknya ia jenuh dengan kawah tubrukan dan telah sangat berevolusi melalui peristiwa tabrakan.[2] Di permukaan berlekuk yang lebih terang terdapat lebih sedikit fitur-fitur tubrukan, yang hanya memiliki sekidit kepentingan pada evolusi tektoniknya.[2] Kerapatan kawah menandakan usia 4 milyar tahun bagi permukaan gelap, mirip dengan dataran tinggi Bulan, dan agak lebih muda bagi permukaan berlekuk (namun seberapa lebih muda tidak diketahui).[41] Mungkin Ganymede telah mengalami satu periode sangat banyaknya pembentukan kawah pada 3,5 sampai 4 milyar tahun yang lalu seperti yang terjadi pada Bulan.[41] Jika benar, kebanyakan tubrukan terjadi pada masa tersebut, sedangkan tingkat pembentukan kawah menjadi lebih kecil sejak saat itu.[9] Kawah-kawah itu bertumpang tindih dan dilewati oleh sistem lekukan permukaannya, menandakan bahwa beberapa lekukan itu cukup tua umurnya. Kawah yang relatif muda dengan pancaran-

pancaran juga kentara.[9][42] Kawah-kawah Ganymedian lebih pipih daripada kawah di Bulan dan Merkurius. Hal ini mungkin karena sifat kerak es Ganymede yang relatif lemah, yang (mungkin) dapat mengalir dan melunakkan reliefnya. Kawah purba yang reliefnya telah menghilang hanya meninggalkan “hantu” kawah yang dikenal sebagai Palimpsest.[9]

Satu fitur signifikan lain pada Ganymede adalah dataran gelap yang diberi nama Galileo Regio, yang terdiri dari serangkaian lekukan atau alur-alur sepusat, yang mungkin terbentuk selama suatu periode aktivitas geologis.[43] Ciri menonjol lainnya pada Ganymede adalah tutupan kutub yang mungkin terdiri atas es air. Es itu meluas hingga 40° lintangnya.[17] Kap kutub ini terlihat pertama kali oleh wahana angkasa Voyager. Teori-teori terhadap pembentukan kap-kap itu di antaranya berpindahnya air ke lintang yang lebih tinggi dan pemboman oleh plasma es. Data dari wahana Galileo mengindikasikan bahwa yang belakangan adalah benar.[44]

Atmosfer dan ionosfer

Pada tahun 1972, satu tim yang terdiri atas astronom India, Inggris dan Amerika yang sedang bekerja di Observatorium Bosscha, Indonesia mengklaim bahwa mereka telah mendeteksi atmosfer tipis disekitar satelit itu selama okultasi, saat Ganymede dan Jupiter lewat di depan sebuah bintang.[45] Mereka memperkirakan bahwa tekanan permukaannya sekitar 1 μBar (0,1 Pa).[45] Akan tetapi, tahun 1979 Voyager 1 mengamati okultasi bintang (κ Centauri) selama ia terbang melintas pada planet itu, dengan hasil yang berbeda.[46] Pengukuran okultasi itu dilakukan dalam spektrum ultraviolet-jauh dengan panjang gelombang lebih pendek daripada 200 nm; mereka lebih peka terhadap keberadaan gas daripada pengukuran dalam spektrum optik di tahun 1972. Tidak ada atmosfer yang terungkap dalam data Voyager. Batas atas pada densitas jumlah partikel permukaan ditemukan bernilai 1,5 × 109 cm−3, yang berkaitan dengan tekanan permukaan yang kurang dari 2,5 × 10−5 μBar.[46] Nilai yang belakangan hampir sebesar lima kali daripada yang terukur pada tahun 1972, menandakan bahwa interpretasi yang lebih awal terlalu optimistik.[46]

Meski ada data Voyager, bukti akan atmosfer oksigen tipis di Ganymede, yang sangat mirip dengan yang ada di Europa, ditemukan oleh teleskop luar angkasa Hubble pada tahun 1995.[7]

[47] Sebenarnya teleskop Hubble mengamati pijaran udara dari oksigen atomik pada ultraviolet-jauh pada panjang gelombang 130,4 nm dan 135,6 nm. Pijaran udara semacam itu tereksitasi saat oksigen molekuler terdisosiasi oleh tumbukan elektron,[7] bukti dari atmosfer netral yang signifikan terutama terdiri dari molekul O2. Kerapatan jumlah permukaan mungkin terletak antara 1,2–7 × 108 cm−3, berkaitan dengan tekanan permukaan 0,2–1,2 × 10−5 μBar.[7][i] Nilai ini sesuai dengan batas atas Voyager yang ditetapkan tahun 1981. Oksigen bukanlah bukti adanya kehidupan; ia dianggap dihasilkan saat es air pada permukaan Ganymede terpecah menjadi hidrogen dan oksigen oleh radiasi, dengan hidrogen kemudian dengan cepat menghilang karena rendahnya massa atomnya.[47] Pijaran udara yang diamati di Ganymede tidaklah homogen seperti di Europa. Teleskop Hubble mengamati dua bintik terang yang terletak di belahan utara dan selatan, dekat lintang ± 50°0, yang tepat merupakan batas antara garis medan terbuka dan tertutup dari magnetosfer Ganymedian (lihat bawah).[48] Bintik terang itu mungkin adalah aurora, yang disebabkan oleh presipitasi plasma di sepanjang garis medan terbuka.[49]

Warna semu peta suhu Ganymede

Adanya atmosfer netral mengimplikasikan bahwa ionosfer mestilah ada, karena molekul oksigen terionisasi oleh tumbukan elektron berenergi yang datang dari magnetosfer[50] dan oleh radiasi UV ekstrim dari matahari.[12] Namun, sifat ionosfer Ganymedian sekontroversial sifat atmosfernya. Beberapa pengukuran wahana Galileo menemukan kenaikan kerapatan elektron dekat bulan itu, menyarankan adanya ionosfer, sementara data lainnya gagal mendeteksi apapun.[12] Kerapatan elektron dekat permukaan diperkirakan oleh sumber-sumber yang berbeda terletak pada kisaran 400–2.500 cm−3.[12] Hingga tahun 2008, parameter dari ionosfer Ganymede tidak begitu diketahui batasannya.

Bukti tambahan tentang keberadaan oksigen berasal dari deteksi spektrum gas yang terperangkap di es di permukaan Ganymede. Pendeteksian pita Ozon (O3) diumumkan pada tahun 1996.[51] Tahun 1997, analisis spektroskopik mengungkapkan sifat menyerap dimer (atau diatom) dari oksigen molekuler. Penyerapan itu hanya dapat terjadi jika oksigen berada pada fase yang padat. Calon terbaik adalah oksigen molekuler terperangkap dalam es. Dalamnya pita serapan dimer tergantung pada garis lintang dan garis bujur, bukan dari albedo permukaannya—mereka cenderung turun dengan naiknya garis lintang pada Ganymede, sedangkan O3 menunjukkan efek yang sebaliknya.[52] Kerja di laboratorium menemukan bahwa O2 tidak akan mengelompok dan membentuk gelembung tetapi akan larut dalam es pada suhu permukaan Ganymede yang relatif hangat pada 100 K.[53]

Pencarian terhadap natrium di atmosfernya, tak lama setelah penemuannya di Europa, tak menghasilkan apapun di tahun 1997. Natrium setidaknya 13 kali kurang melimpah di sekitar Ganymede daripada di sekitar Europa, mungkin karena kekurangan relatif di permukaannya atau karena magnetosfernya memerangkap partikel berenergi.[54] Penyusun lain yang sedikit dari atmosfer ganymedian adalah hidrogen atomik. Atom hidrogen diamati sejauh 3.000 km dari permukaan bulan itu. Kerapatan mereka di permukaan Ganymede adalah sekitar 1,5 × 104 cm−3.[55]

[sunting] Magnetosfer

Gambar dari wahana Galileo dengan pengayaan warna dari permukaan belakang Ganymede[56]

Wahana Galileo melakuakan enam kali terbang rendah pada Ganymede dari tahun 1995–2000 (G1, G2, G7, G8, G28 dan G29)[11] dan menemukan bahwa Ganymede memiliki momen magnet (intrinsik) yang permanen yang bebas dari medan magnet Jupiter.[57] Momen tersebut nilainya sekitar 1,3 × 1013 T·m3,[11] yang tiga kali lebih besar daripada momen magnet Merkurius. Dipol magnetiknya miring terhadap sumbu rotasi Ganymede sebesar 176°, yang berarti bahwa arahnya berlawanan dengan momen magnet Jupiter.[11] Kutub utaranya terletak di bawah bidang orbitnya. Medan magnetik dipolnya yang timbul karena momen permanen ini besarnya 719 ± 2 nT di ekuator bulan itu,[11] yang bila dibandingkan dengan medan magnet Yovian pada jarak Ganymede—sekitar 120 nT.[57] Medan ekuator Ganymede berlawanan arah dengan medan Jupiter, yang berarti rekoneksi adalah mungkin. Kekuatan medan intrinsik di kutub adalah dua kali kekuatan di ekuator—1440 nT.[11]

Momen magnetik permanen itu melewati satu bagian ruang di sekitar Ganymede, membuat magnetosfer kecil tertanam dalam magnetosfer Jupiter; ia merupakan satu-satunya bulan dalam Tata Surya yang diketahui memiliki fitur tersebut.[57] Diameternya 4–5 RG (RG = 2,631.2 km).[58] Magnetosfer Ganymede memiliki daerah dengan garis medan tertutup yang terletak di bawah garis lintang 30°, dimana partikel bermuatan (elektron dan ion) terperangkap, membuat semacam sabuk radiasi.[58] Spesies ion utama di magnetosfernya adalah oksigen tunggal terionisasi—O+[12]—yang sesuai dengan atmosfer oksigen tipis di bulan itu. Di daerah kap kutub, di garis lintang yang lebih tinggi daripada 30°, garis medan magnetiknya terbuka, menghubungkan Ganymede dengan ionosfer Jupiter.[58] Di area ini, elektron dan ion berenergi (puluhan dan ratusan keV) telah terdeteksi,[50] yang mungkin menyebabkan aurora yang diamati di sekitar kutub ganymedian.[48] Selain itu, ion-ion berat terus-menerus berjatuhan di permukaan kutub bulan itu, melemparkan atom-atom es dan menggelapkan es itu di sana.[50]

Medan magnet satelit Yovian, Ganymede, yang tertanam dalam medan magnetosfer Jupiter. Garis medan tertutup ditandai dengan warna hijau

Intraksi antara magnetosfer ganymedian dan plasma Yovian dalam banyak segi mirip dengan yang terjadi antara angin matahari dan magnetosfer Bumi..[58][59] Plasma yang turut berputar segerakan dengan Jupiter itu menimpa sisi belakang magnetosfer ganymedian sangat mirip dengan angin matahari menimpa magnetosfer Bumi. Perbedan utamanya adalah kecepatan aliran plasma—supersonik dalam kasus Bumi dan subsonik dalam kasus Ganymede. Karena aliran subsonik itu, tidak ada kejutan busur di lepas permukaan belakang Ganymede.[59]

Selain momen magnet intrinsik, Ganymede mempunyai medan magnet dipol terinduksi.[11] Keberadaannya berkaitan dengan variasi medan magnet Yovian dekat bulan itu. Momen terinduksi tersebut berarah radial ke atau dari Jupiter mengikuti arah bagian yang bervariasi dari medan magnet planet itu. Momen magnetik terinduksi itu lebih lemah daripada yang intrinsik. Kuat medan dari medan yang terinduksi di ekuator magnetik adalah sekitar 60 nT—setengah dari kuat medan di sekitar Jupiter.[11] Medan magnetik terinduksi Ganymede mirip dengan milik Callisto dan Europa, menandakan bahwa bulan ini juga memiliki samudera air di bawah permukaannya dengan daya hantar listrik yang tinggi.[11]

Dengan diketahui bahwa Ganymede berdiferensiasi sepenuhnya dan memiliki inti metalik,[2]

[32] mdan magnetik intrinsiknya mungkin timbul dengan cara yang sama dengan Bumi: hasilnya material penghantar bergerak di bagian dalamnya.[11][32] Medan magnet yang dideteksi di sekitar Ganymede mungkin disebabkan oleh konveski bahan penyusun di intinya,[32] jika medan magnet itu hasil dari aksi dinamo, atau magnetokonveksi.[11][60]

Meski ada inti besi, magnetosfer Ganymede tetap menjadi teka-teki, terutama dengan diketahui bahwa benda-benda yang serupa tidak punya fitur seperti itu.[2] Beberapa penelitian menyarankan bahwa, dengan ukurannya yang relatif kecil, intinya mestinya telah cukup mendingin ke titik dimana gerakan fluida dan medan magnet tidak bertahan keberadaannya. Satu penjelasan adalah bahwa resonasi orbit yang sama yang diajukan telah mengacaukan permukaannya juga memungkinkan medan magnetik tetap ada: dengan eksentrisitas Ganymede naik dan pemanasan pasang-surut meningkat selama resonansi itu, mantelnya mungkin telah mengisolasi inti itu, mencegahnya mendingin.[38] Penjelasan lain adalah kemagnetan sisa dari bebatuan silikat di mantelnya, yang mungkin jika satelit itu punya lebih banyak medan yang dibangkitkan oleh dinamo pada masa lalu.[2]

Asal-usul dan evolusi

Ganymede mungkin terbentuk oleh akresi pada anak nebula Jupiter, piringan gas dan debu yang menyelimuti Jupiter setelah pembentukannya.[61] Akresi Ganymede mungkin berlangsung selama sekitar 10 000 years,[62] jauh lebih singkat daripada 100 000 tahun perkiraan untuk Callisto. Anak nebula Yovian itu mungkin relatif “lapar-gas” saat satelit-satelit Galilean terbentuk; ini mungkin memungkinkan lamanya waktu akresi yang diperlukan untuk Callisto.[61] Kontras dengan itu Ganymede terbentuk lebih dekat pada Jupiter, dimana anak nebula lebih padat, yang menjelaskan singkatnya skala waktu pembentukannya.[62] Pembentukan yang relatif cepat ini menghindari lepasnya panas akresi, yang menyebabkan cairnya es dan diferensiasi planet: pemisahan batu dan es. Batu-batu ini berada di tengah membentuk inti. Dalam hal ini, Ganymede berbeda dari Callisto, yang gagal mencair dan berdiferensiasi lebih awal karena hilangnya panas akresi selama pembentukannya yang lebih lambat.[63] Hipotesis ini menjelaskan kenapa dua bulan Yovian itu nampak tidak mirip, meski massa dan komposisinya mirip.[34][63]

Setelah terbentuk, inti ganymedian mempertahankan sebagian besar panas yang terakumulasi selama akresi dan diferensiasi, hanya melepaskannya dengan lambat ke mantel es seperti semacam baterai termal.[63] Selanjutnya, mantelnya, memindahkannya ke permukaan dengan cara konveksi.[34] Segera, peluruhan unsur-unsur radioaktif dalam bebatuan memanaskan inti itu lebih jauh, menyebabkan diferensiasi yang meningkat: inti besi–besi sulfida dalam dan mantel silikat terbentuk.[32][63] Dengan ini, Ganymede menjadi benda yang berdiferensiasi sepenuhnya. Dengan perbandingan, pemanasan radioaktif dari Callisto yang tidak berdiferensiasi menyebabkan konveksi dalam interiornya yang ber-es, yang mendinginkannya dengan efektif dan menghindari pencairan es skala besar dan diferensiasi yang cepat.[64] Gerakan konvektif di Callisto hanya menyebabkan pemisahan batu dan es secara parsial.[64] Sekarang, Ganymede terus mendingin dengan perlahan.[32] Panas yang dibebaskan dari inti dan mantel silikatnya memungkinkan adanya samudera di bawah permukaan,[23] sementara pendinginan lambat inti Fe–FeS cair menyebabkan konveksi dan mendukung terbentuknya medan magnet.[32] Fluks panas yang keluar dari Ganymede mungkin lebih tinggi daripada yang keluar dari Callisto.[63]

[sunting] Penjelajahan

Wahana Voyager

Beberapa wahana yang terbang dekat atau mengorbit Jupiter telah mengeksplorasi Ganymede dengan rinci. Wahana pertama yang mengeksplorasi adalah Pioneer 10 dan Pioneer 11,[15]

namun keduanya tidak mengembalikan banyak informasi tentang satelit itu.[65] Voyager 1 dan Voyager 2 berikutnya, melewati Ganymede pada tahun 1979. Mereka memberikan perbaikan terhadap ukurannya, mengungkapkan bahwa ia lebih besar daripada bulan Saturnus, Titan, yang sebelumnya dianggap lebih besar.[66] Permukaannya yang berlekuk-lekuk juga kelihatan.[67]

Pada tahun 1995, wahana Galileo memasuki orbit Jupiter dan antara tahun 1996 dan 2000 melakukan enam terbang mendekat untuk mengeksplorasi Ganymede.[17] Terbang dekat ini adalah G1, G2, G7, G8, G28 dan G29.[11] Selama terbang terdekat—G2—Galileo berada hanya 264 km dari permukaan Ganymede.[11] Selama penerbangan G1 di tahun 1996, medan magnetik ganymedian ditemukan,[68] sementara itu penemuan samudera diumumkan tahun 2001.[11][17] Galileo memancarkan sejumlah besar gambar spektrum dan menemukan beberapa senyawa non-es di permukaan Ganymede.[26] Wahana angkasa terkini yang mengeksplorasi Ganymede dari dekat adalah New Horizons, yang melewatinya pada tahun 2007 dalam perjalanannya menuju Pluto. New Horizons membuat peta topografi dan komposisi dari Ganymede saat ia lewat.[69][70]

Diajukan untuk diluncurkan pada tahun 2020, Europa Jupiter System Mission (EJSM) adalah patungan proposal NASA/ESA untuk mengeksplorasi bulan-bulan Jupiter. Bulan Februari 2009 diumumkan bahwa ESA/NASA telah memberi misi ini prioritas terhadap Titan Saturn System Mission.[71] Kontribusi ESA masih akan menghadapi kompetisi pendanaan dengan proyek ESA lainnya.[72] EJSM terdiri dari Jupiter Europa Orbiter yang dipimpin NASA, Jupiter Ganymede Orbiter yang dipimpin ESA, dan mungkin Jupiter Magnetospheric Orbiter yang dipimpin JAXA.

Satu proposal yang dibatalkan untuk mengorbit Ganymede adalah Jupiter Icy Moons Orbiter. Fisi Nuklir akan digunakan untuk memberi tenaga wahana itu, yang akan mampu mempelajari Ganymede dengan detail.[73] Akan tetapi, misi itu dibatalkan tahun 2005 karena pemotongan anggaran.[74] Proposal lama lain disebut The Grandeur of Ganymede.[36]

sumber :http://id.wikipedia.org/wiki/Ganymede#Catatan