Астрономы, опубликовавшие в журнале Journal of Geophysical Research: Space Physics свою статью, проанализировали интенсивность полярного сияния вокруг спутника и расположение возникающих при этом всполохов. Далее ученые сопоставили собранную при помощи орбитальной обсерватории информацию с двумя математическими моделями.
Обе модели были основаны на том, что полярное сияние возникает при взаимодействии разреженной атмосферы с потоком заряженных частиц от Солнца. Также в обоих случаях исследователи учли взаимодействие частиц с магнитными полями, но в одном случае это были поля Юпитера и Ганимеда (кстати, оно самое сильное среди магнитных полей спутников планет в Солнечной системе), а в другом учитывалось также поле, создаваемое соленой водой в подледном океане.
Обе модели были основаны на том, что полярное сияние возникает при взаимодействии разреженной атмосферы с потоком заряженных частиц от Солнца. Также в обоих случаях исследователи учли взаимодействие частиц с магнитными полями, но в одном случае это были поля Юпитера и Ганимеда (кстати, оно самое сильное среди магнитных полей спутников планет в Солнечной системе), а в другом учитывалось также поле, создаваемое соленой водой в подледном океане.
Магнитное поле небесных тел возникает в результате движения проводящей среды. Чем лучше жидкость, газ или плазма проводят ток и чем активнее они перемещаются, тем сильнее поле. Магнитное поле Солнца создает поток плазмы, у Земли магнитосфера возникает из-за движения расплавленного железа в ядре планеты, а у Ганимеда может быть весьма существенен вклад течения соленой воды. Соль в воде дает положительно и отрицательно заряженные ионы, анионы и катионы, и они могут создавать электрический ток.
По величине смещения полярных сияний астрономы даже смогли оценить предполагаемую глубину океана на Ганимеде — около 330 километров, хотя эти цифры могут изменяться в зависимости от солености воды (менее соленый океан должен быть глубже, а более соленый сможет создать требуемое магнитное поле и при меньшей глубине). Сотни километров — это очень много не только в абсолютном (на Земле самая глубокая впадина немногим меньше 11 километров), но и в относительном (радиус Ганимеда составляет примерно 2600 километров против 6400 у Земли) выражении.
Необходимо подчеркнуть, что очередное свидетельство в пользу океана само по себе не новость. Наличие подо льдом воды следовало и из других фактов. Например, поверхность спутника явно хранит следы недавнего (по геологическим меркам) обновления, как будто бы застывший лед еще не успел пострадать от метеоритной бомбардировки. Об океане ученые заговорили еще в 1970-х годах, а в 2014 году группа американских специалистов и вовсе предложила слоистую модель Ганимеда, согласно которой под слоем обычного льда скрывается жидкий слой, под жидким слоем располагается лед в ином термодинамическом состоянии (с отличной от стандартного льда кристаллической решеткой), под ним расположен еще один слой воды, потом еще один слой льда и так далее. Эта модель была представлена в журнале Planetary and Space Science и кратко описана на сайте NASA.
Также новость про новые аргументы в пользу океана в Ганимеде не является единственной новостью про подледные океаны. В четверг, 12 марта, NASA сообщило о том, что космический зонд Cassini обнаружил следы геотермальной активности на Энцеладе, спутнике Сатурна. Всего астрономы знают несколько спутников планет-гигантов с возможным внутренним океаном: Энцелад в системе Сатурна, Европа, Ганимед и Каллисто в системе Юпитера.
