Kallisto – Jupiterin kuu: koko, pinta, maanalainen valtameri ja tutkimus
Kallisto on Jupiter-planeetan kuu, jonka Galileo Galilei löysi vuonna 1610 ja joka sai nimensä Kalliston mukaan. Se on Ganymeduksen jälkeen toiseksi suurin Jupiteria kiertävä kuu ja aurinkokunnan kolmanneksi suurin kuu. Kallisto on lähes samankokoinen kuin Merkurius, sillä sen halkaisija on noin 4 821 kilometriä (noin 99 prosenttia Merkuriuksen halkaisijasta), mutta sen massa on paljon pienempi. Jupiterin neljästä Galilein kuusta Callisto on kauimpana, ja sen kiertosäde on noin 1 880 000 kilometriä. Se ei kuulu kiertoradan resonanssiin, joka vaikuttaa kolmeen sisempään Galilein satelliittiin, Ioon, Europaan ja Ganymedekseen. Maan kuun tavoin Callisto pyörii synkronisesti kiertoratansa kanssa, eli sama puolisko on lähes aina suunnattu planeettaan päin. Jupiterin magnetosfääri vaikuttaa Calliston pintaan vähemmän kuin seitsemään lähempänä planeettaa sijaitsevaan kuuhun, joten säteilyn määrä pinnalla on niitä pienempi mutta silti merkittävä verrattuna Maahan.
Koostumus ja sisäinen rakenne
Callistolla on suunnilleen yhtä paljon kalliota ja jäätä, ja sen keskimääräinen tiheys on noin 1,83 g/cm³. Pinnalla havaittuja kemiallisia yhdisteitä ovat vesijää, hiilidioksidi, silikaatit ja orgaaniset aineet. Galileo-avaruusalus tutki kuuta ja paljasti, että Callistolla saattaa olla pieni silikaattiydin ja mahdollisesti yli 100 kilometrin syvyinen nestemäistä vettä sisältävä maanalainen valtameri. Galileo-mittaukset, erityisesti magnetometri- ja plasmahavaintojen tulkinnat, viittaavat siihen, että kuoren alapuolella oleva vesi voi olla runsassuolaista, mikä parantaa sen sähkönjohtavuutta ja selittää induktion Jupiterin muuttuvassa kentässä.
Pinta ja geologia
Calliston pinta on voimakkaasti rapautunut ja erittäin vanha. Pinnalla ei ole selviä merkkejä voimakkaasta sisäisestä aktiivisuudesta kuten laattatektoniikasta, maanjäristyksistä tai tulivuorista, vaan pinta on säilynyt pääosin meteoriittien iskujen muokkaamana. Merkittäviä pinnanpiirteitä ovat suuret monirengasrakenteet (esimerkiksi Valhalla- ja Asgard-tyyppiset laajat kraatterit), erimuotoiset törmäyskraatterit ja kraatteriketjut (ns. catenae) sekä niihin liittyvät jyrkänteet, harjut ja kerrostumat.
Pienemmässä mittakaavassa pinta on vaihteleva. Se koostuu kukkuloiden huipuilla olevasta huurteesta, jota ympäröi laaksoissa oleva sileä tumman materiaalin peitto. Tämän uskotaan johtuvan pienten maastonmuotojen hajoamisesta, joka aiheutuu sublimoitumisesta (jään suoraan kaasuksi muuttumisesta), ja prosessi tuottaa pinta-asetelman, jossa huiput ovat vaaleampia. Tätä tukevat muutamat pienet törmäyskraatterit ja lukuisat pienet kumpareet, joiden uskotaan olevan niiden jäänteitä. Maanpinnan muotojen absoluuttista ikää ei tiedetä tarkasti, mutta kraatterien lukumäärä viittaa hyvin vanhaan ja vakaaseen pinnan historiaan, joka ajoittuu usein yli neljän miljardin vuoden taakse.
Ilmakehä, ionosfääri ja magneettinen ympäristö
Callistoa ympäröi erittäin ohut ilmakehä, joka koostuu pääosin hiilidioksidi- ja todennäköisesti happimolekyyleistä. Osa hapesta syntyy pinnan jäästä tapahtuvasta radiolyysistä (säteily hajottaa vesimolekyylejä). Kuulla on myös melko voimakas ionosfääri, joka syntyy auringon UV-säteilyn ja Jupiterin magnetokentän vuorovaikutuksesta. Vaikka Calliston pinta altistuu vähemmän Jupiterin säteilylle kuin sisemmät kuut, siellä on silti riittävästi säteilyä vaikuttamaan kemiallisiin prosesseihin ja mahdollisesti pintakerrosten muokkaukseen.
Mahdollinen maanalainen valtameri ja elämän edellytykset
Calliston sisällä uskotaan olevan valtameri. Tämä saattaa tarkoittaa, että siellä saattaa olla elämää, etenkin jos valtamerän vesikerroksessa on energiaa ja ravinteita. Todennäköisyys elämän löytymiselle on kuitenkin pienempi kuin läheisemmällä, aktiivisemmalla Europalla, koska Calliston geoterminen aktiivisuus ja energiansaanti ovat todennäköisesti vähäisempiä. Jos valtamerä on olemassa, se voi sijaita korkeapaineisen jään ja sisäisen kiviytimen välissä ja olla suolapitoisuudeltaan vaihteleva. Indusoituneen magneettikentän havainnot tukevat kuitenkin nestemäisen kerroksen läsnäoloa.
Tutkimus ja tulevat tehtävät
Kuuta on tutkittu useilla avaruusluotaimilla Pioneers 10-11:stä Galileoon ja Cassini-Huygensiin. Galileo-luotaimen tiedot ovat olleet keskeisiä Calliston sisäosan ja pinnan tuntemuksessa. Tulevaisuudessa Euroopan avaruusjärjestön JUICE-tehtävä (JUpiter ICy moons Explorer) suorittaa useita lähilentoja Kallistosta ja kiertää myöhemmin Ganymedesta; nämä mittaukset parantavat tietoa kuun mahdollisesta valtamerestä, pinnan koostumuksesta ja geologisesta historiasta. NASA:n ja muiden toimijoiden tehtävät Jupiterin järjestelmään keskittyvät ensisijaisesti Europaan, mutta Callistoa pidetään myös kiinnostavana kohteena, koska sen vähäisempi säteilyympäristö tekee siitä potentiaalisesti soveltuvan tukikohdalle tai kaukoasemalle Jovian-järjestelmän tutkimusta varten.
Merkitys ja huomioitavaa
Callisto on tieteellisesti arvokas kohde, koska sen hyvin säilynyt ja vanha pinta tarjoaa ikkunan aurinkokunnan varhaisiin tapahtumiin ja törmäyshistoriaan. Sen mahdollinen syvä valtameri ja eri pintamateriaalit tekevät siitä myös kiinnostavan paikan verrata muihin Jupiterin kuisiin. Koska kuu ei ole mukana sisempien kuiden resonanssissa, sen kehitys on eri tavalla ennustettavissa ja tarjoaa vertailupohjan sisempien, aktiivisempien kuiden tutkimukselle.
Kysymyksiä ja vastauksia
Q: Mikä on Callisto?
A: Callisto on Jupiter-planeetan kuu, jonka Galileo Galilei löysi vuonna 1610 ja nimesi Kalliston mukaan. Se on Ganymedeksen jälkeen toiseksi suurin Jupiteria kiertävä kuu ja aurinkokunnan kolmanneksi suurin kuu.
Kysymys: Kuinka suuri Kallisto on Merkuriukseen verrattuna?
V: Callisto on lähes yhtä suuri kuin Merkurius, sillä se on 99 prosenttia planeetan halkaisijasta, mutta se on paljon vähemmän massiivinen.
K: Missä kohtaa Callisto kiertää Jupiteria?
V: Jupiterin neljästä Galilein kuusta Callisto kiertää kauimpana, ja sen kiertosäde on noin 1 880 000 kilometriä.
Kysymys: Mitä merkittäviä piirteitä sen pinnalla on?
V: Merkittäviä pinnanpiirteitä ovat monirengasrakenteet, erimuotoiset törmäyskraatterit ja kraatteriketjut (ns. catenae) sekä niihin liittyvät jyrkänteet, harjut ja kerrostumat. Pienemmässä mittakaavassa laaksoissa on huurteisia kukkuloiden huippuja, joita ympäröi sileä tumman materiaalin peitto.
Kysymys: Minkälainen ilmakehä ympäröi Callistoa?
V: Callistoa ympäröi erittäin ohut ilmakehä, joka koostuu hiilidioksidi- ja todennäköisesti happimolekyyleistä. Siellä on myös melko voimakas ionosfääri.
K: Onko tällä kuulla mahdollista elää? V: Calliston sisällä saattaa olla valtameri, mikä voisi tarkoittaa, että siellä voisi olla elämää; tämä mahdollisuus on kuitenkin epätodennäköisempi kuin läheisellä Europalla.
