Ganymede, największy księżyc Jowisza, od dawna intryguje naukowców swoim silnym polem magnetycznym. Niedawno jednak naukowcy zaprezentowali nową teorię, która może wyjaśnić tę zagadkę: zjawisko znanego jako „śnieg żelazny”.
Zjawisko to polega na krystalizacji żelaza w jądrze Ganymeda. Proces ten można porównać do meteorologicznego modelu zachowania się opadów na Ziemi. Żelazo, ochładzając się i krystalizując przy górnej granicy jądra (gdzie styka się z płaszczem), następnie opada w kierunku centrum planety i ponownie topi się w jej ciepłym wnętrzu. W efekcie, jądro Ganymeda przypomina rodzaj metalowej kuli śnieżnej, w której działania grawitacji Jowisza powodują nieustanne mieszanie się jej zawartości.
Naukowcy, aby zbadać ten proces, przeprowadzili eksperyment w laboratorium. Użyli lodu wodnego jako analogu dla kryształów „śniegu żelaznego”. W eksperymencie, zbiornik z wodą schładzano od dołu. Na dnie zbiornika znajdowała się warstwa słonej wody, symbolizująca płaszcz planety, a na niej warstwa słodkiej wody, reprezentująca ciekłe jądro planety. Kryształy lodu tworzyły się w miejscu, gdzie obie warstwy wody się mieszały, a następnie unosiły się i topiły w cieplejszej wodzie powyżej.
Wyniki eksperymentu były zaskakujące. Zamiast stałego przepływu krystalizacji i topienia, obserwowano okresy intensywnej aktywności, przeplatane momentami spokoju. Okazało się, że aby rozpocząć proces krystalizacji, ciecz musi osiągnąć stan nadmiernego schłodzenia, poniżej temperatury, w której normalnie spodziewalibyśmy się zamarznięcia wody.
Te okresowe i cykliczne procesy mają znaczący wpływ na pola magnetyczne planety. „Śnieg żelazny” na Ganymedzie występowałby sporadycznie, lokalizując się w różnych miejscach jądra. Skutkowałoby to zmiennym polem magnetycznym, które wzmagałoby się, osłabiało i zmieniało kształt w czasie.
To odkrycie nie tylko rzuca nowe światło na zagadkę magnetyzmu Ganymeda, ale także może pomóc zrozumieć zachowanie jąder innych małych ciał niebieskich, takich jak nasz Księżyc, Merkury, Mars czy duże asteroidy metaliczne.
Jądro Ziemi, w przeciwieństwie do Ganymeda, nie jest zdominowane przez „śnieg żelazny”. Silne ciśnienie grawitacyjne naszej planety, w połączeniu z innym składem materiałów, sprawia, że metale w jądrze Ziemi krystalizują się w środku, a następnie topią w miarę przesuwania się na zewnątrz.
To fascynujące odkrycie pokazuje, jak wiele tajemnic kryje się w przestrzeni kosmicznej i jak ważne jest dalsze badanie naszego wszechświata.
Źródło: Science Alert
