يمكن اعتبار قمري كوكب المشتري جانيميد وكاليستو توأمين شقيقين. لديهم تركيبة وحجم متشابهين ، لكنهما مختلفان بصريًا. أيضًا ، تكشف البيانات من المركبة الفضائية Galileo و Voyager أن التصميم الداخلي للقمرين مختلف جدًا أيضًا. استعادت أسباب الاختلافات العلماء لمدة 30 عامًا ، لكن دراسة جديدة تقدم تفسيراً لذلك. خلال القصف الثقيل المتأخر ، نجا كاليستو سالما نسبيًا ، بينما كان جانيميد طفلًا يتعرض للضرب. لدرجة أن القمر اللاحق ذاب. قالت الدكتورة آمي بار من معهد ساوث ويست للأبحاث: 'لقد أذابت التأثيرات خلال هذه الفترة غانيميد تمامًا وعميقًا لدرجة أنه لا يمكن إزالة الحرارة بسرعة'. 'غرقت كل صخور جانيميد في وسطها بنفس الطريقة التي غرقت بها جميع رقائق الشوكولاتة في قاع علبة آيس كريم ذائبة. تلقى Callisto تأثيرات أقل بسرعات منخفضة وتجنب الذوبان الكامل. '
ابتكر بار والدكتور روبن كانوب نموذجًا يوضح كيف ركزت جاذبية المشتري القوية مصادمات المذنبات على جانيميد وكاليستو قبل 3.8 مليار سنة ، خلال فترة LHB. يؤدي كل تأثير على سطح الجليد والصخور المختلط لجانيميد أو كاليستو إلى تكوين بركة من الماء السائل ، مما يسمح للصخور الموجودة في البركة المنصهرة بالغرق في مركز القمر.
لكن جانيميد أقرب إلى المشتري ، وبالتالي أصيب بضعف عدد المؤثرات الجليدية مثل كاليستو. بالإضافة إلى ذلك ، كان للاصطدامات التي ضربت جانيميد متوسط سرعة أعلى. تظهر النمذجة بواسطة Barr and Canup أن تشكيل اللب الذي بدأ خلال القصف الثقيل المتأخر يصبح مكتفيًا ذاتيًا بقوة في جانيميد ولكن ليس كاليستو.
هياكل الكثافة الداخلية التي تم إنشاؤها بواسطة القصف الثقيل المتأخر للنظام الشمسي الخارجي على جانيميد (الصف العلوي) وكاليستو (الصف السفلي). الائتمان: SwRI
شاهد فيلمًا يوضح تأثير القصف الثقيل المتأخر للنظام الشمسي الخارجي على الهيكل الداخلي لـ Callisto (النموذج الأعلى في الفيلم) و Ganymede (أسفل).
يشرح بار قائلاً: 'على غرار الأرض والزهرة ، فإن جانيميد وكاليستو توأمان ، وفهم كيفية ولادتهما بنفس الطريقة ونشأتهما ليكونا مختلفين تمامًا هو أمر ذو أهمية كبيرة لعلماء الكواكب'. 'تُظهر دراستنا أن جانيميد وكاليستو يسجلان بصمات التطور المبكر للنظام الشمسي ، وهو أمر مثير للغاية وغير متوقع على الإطلاق.'
كانت 'ثنائية جانيميد-كاليستو' مشكلة كلاسيكية في علم الكواكب المقارن ، وهو مجال دراسة يسعى إلى تفسير سبب اختلاف مظاهر بعض كائنات النظام الشمسي ذات الخصائص الكتلية المتشابهة اختلافًا جذريًا. تربط الدراسة التي أجراها بار وكانوب أيضًا تطور أقمار المشتري بالهجرة المدارية للكواكب الخارجية وتاريخ قصف قمر الأرض.
مصدر: SwRI