1996-ban a NASA Galileo űrszondája megdöbbentő felfedezést tett a Ganymedesnél, a Jupiter – és egyben a Naprendszer – legnagyobb ismert holdjánál. A hold mágneses mezővel rendelkezik, ami azt sugallta, hogy a belseje nem lehet halott. Úgy tűnt, hogy minden más ismert holdtól eltérően belső erőforrású mágneses dinamó működik benne – ez a tulajdonság pedig egyébként csak egyes bolygókon figyelhető meg, a Földön, a Merkúron és a gázóriásokon.
Három évtizeddel később a szakértők újra vizsgálni kezdték, mit is jelenthet a mező jelenléte. A kutatók a Science Advances oldalain arról számolnak be, hogy a Ganymedes dinamója nem egy kavargó, olvadt mag terméke, hanem egy még formálódó mag hajtja. Ha így van, a Ganymedes lehet az egyetlen ismert égitest a Naprendszerben, ahol a fémes mag kialakulása még mindig zajlik – ami ritka bepillantást nyújthat egy olyan folyamatba, amelyről általában azt gondolják, hogy a bolygók vagy holdak történetének korai szakaszában véget ér.
A Föld mágneses mezője a szilárd vasmagot körülvevő külső magban lévő folyékony fém áramló mozgásából származik. Ezek a mozgások elektromos áramot generálnak, amely fenntartja a mágneses mezőt. A Ganymedes esetében a kutatók egy hasonló mechanizmust tartanak elképzelhetőnek, amelynek kulcsa az úgynevezett vashó. Modelljük szerint a folyékony vas a mag szélénél lehűl és kristályosodik, majd lesüllyed és a mélyben újra megolvad, ami hajtja a dinamóhoz szükséges konvektív mozgásokat.
Ez az elképzelés azonban azt feltételezi, hogy a Ganymedes viszonylag forró állapotban keletkezett, ami lehetővé tette a fémek korai szétválását és a mag kialakulását. Más kutatók azonban azzal érvelnek, hogy a Ganymedeshez hasonló jeges holdak túl hidegen keletkeztek ahhoz, hogy gyors differenciálódás történjen, ami évmilliárdokkal késleltette a mag kialakulását.
A kérdés vizsgálatára Kevin Trinh, a CalTech bolygókutatója és kollégái modellezték, hogyan keletkezett és terjedt a Ganymedes belsejében a hő az idők folyamán. Feltételezték, hogy a Ganymedes kezdetben hideg volt, és évmilliárdok alatt fokozatosan melegedett fel, amit a nehéz elemek radioaktív bomlása és a Jupiter által okozott árapályhatás táplált. Az idő múlásával a kőzetekből víz szabadult fel, és létrejött a hold hatalmas felszín alatti óceánja. Ugyanakkor a vasban gazdag olvadt anyag is kiválasztódott a kőzetekből, és a mélybe áramlott, kialakítva a magot.
A kutatók megállapították, hogy a sűrű fém folyamatos lefelé „csöpögése” nem csupán építi a magot, hanem keveri is annak anyagát. Ahogy a friss vas felhalmozódik, mozgást vált ki a folyékony belső részben, fenntartva a mágneses dinamót. Számos szimulációjukban ez a folyamat évmilliárdokig tart, és a mai napig is folytatódik. Ahhoz, hogy ez így történjen, a Ganymedesnek nagyon specifikus utat kellett bejárnia. Ha túl lassan melegedett volna fel, a vas soha nem olvadt volna meg és nem vált volna ki. Ha pedig túl gyorsan melegedett volna fel – erősebb árapályerők vagy több radioaktív elem miatt –, a magja már régen kialakult volna, leállítva ezt a mechanizmust.
A teória tényleges tesztelése 2031-ben valósulhat meg, amikor az Európai Űrügynökség Jupiter Icy Moons Explorer (JUICE) nevű űreszköze megérkezik a Ganymedeshez, mondja James Roberts, a Johns Hopkins Egyetem Alkalmazott Fizikai Laboratóriumának planetáris fizikusa. A hold gravitációs mezőjével kapcsolatos mérések felfedhetik, hogyan oszlik el a tömeg a mélyben, hogy a vas egy kompakt magban koncentrálódik-e, vagy még mindig az egész belsőben kavarog. A mágneses mérések szintén pontosíthatják a mag méretére és tulajdonságaira vonatkozó becsléseket.
A Ganymedes mágneses mezője miatt már most is egyedi a holdak között. Ha a küldetés kapcsán a szakértők végül arra a következtetésre jutnak, hogy ez az egyetlen ismert égitest a Naprendszerben, amelynek a magja még kialakulóban van, az még különlegesebbé teheti, mondja Trinh. És segíthet megérteni a többi, már formálódását befejezett égitest múltját is.
