Ганимед — самый большой естественный спутник в Солнечной системе. Он примечателен не только своими размерами (которые превышают габариты Меркурия), но и океанами с жидкой водой под ледяной поверхностью. Как и земная Луна, Ганимед надежно удерживается приливным захватом, то есть всегда обращен к планете, вокруг которой вращается, одной и той же стороной. 

Большая часть его поверхности покрыта бороздами, которые образуют концентрические круги вокруг одного конкретного места. Еще в 1980-х это наблюдение привело исследователей к выводу, что такой рельеф является результатом крупного удара. 

"Спутники Юпитера Ио, Европа, Ганимед и Каллисто имеют интересные индивидуальные характеристики, но мое внимание привлекли борозды на Ганимеде, — говорит планетолог Наоюки Хирата из Университета Кобе. — Мы знаем, что эта особенность появилась в результате удара астероида около 4 миллиардов лет назад, но мы не были уверены, насколько сильным было это воздействие и какое влияние оно оказало на луну".

Данных об этом удаленном объекте недостаточно, что очень затрудняет исследования, поэтому Хирата был первым, кто понял, что предполагаемая точка столкновения находится почти точно на меридиане, наиболее удаленном от Юпитера. Исходя из сходства с ударом по Плутону, вызвавшим смещение оси вращения карликовой планеты и о котором мы узнали благодаря космическому зонду New Horizons, это означает, что Ганимед тоже подвергся такой переориентации. 

Хирата является специалистом по моделированию столкновений с лунами и астероидами, и это знание позволило ему вычислить, какой именно тип воздействия мог вызвать такую ​​переориентацию.

По его мнению, астероид, вероятно, имел диаметр около 300 километров. Это примерно в 20 раз больше, чем объект, который столкнулся с Землей 65 миллионов лет назад, положил конец эпохе динозавров, и создал переходный кратер диаметром от 1400 до 1600 километров. Переходные кратеры, широко используемые в лабораторном и компьютерном моделировании, представляют собой полости, образующиеся непосредственно после возникновения кратера и до того, как порода осядет внутри и вокруг него. 

Согласно результатам моделирования, только воздействие настолько огромного космического объекта могло бы сделать вероятным, что изменение в распределении массы может привести к смещению оси вращения Ганимеда в ее нынешнее положение. Этот результат справедлив независимо от того, в какую именно точку на поверхности естественного спутника пришелся удар.

Как говорит Хирата, его цель — понять происхождение и эволюцию Ганимеда и других спутников Юпитера. "Мощный удар, должно быть, оказал значительное влияние на раннюю историю, но термические и структурные эффекты воздействия на внутреннюю часть Ганимеда еще вообще не исследованы, — объясняет ученый. — Я считаю, что следующими могут быть проведены дальнейшие исследования, посвященные внутренней эволюции ледяных лун".

Ганимед, интересный своими подземными океанами, является конечным пунктом назначения космического зонда JUICE Европейского космического агентства. Если все пойдет хорошо, аппарат выйдет на орбиту вокруг естественного спутника в 2034 году и будет вести наблюдения в течение шести месяцев, отправляя на Землю огромное количество данных, которые помогут ответить на вопросы Хираты.

Результаты исследования опубликованы в журнале Scientific Reports.