EUROPA (SATELLIITTI): OMINAISUUDET, KOOSTUMUS, KIERTORATA, LIIKE - ARTE - 2025

Europa on Jupiterin luonnollinen satelliitti tai kuu, jonka italialainen tähtitieteilijä Galileo Galilei (1564-1642) löysi vuonna 1610. Se on osa ns. Galilean-kuita yhdessä Ganymeden, Ion ja Callisnon kanssa. Sen nimi on peräisin kreikkalaisen mytologian hahmosta: Europa oli Kreetan kuninkaan Minosin äiti, yksi monista jumalien kuninkaan rakastajista.

Saksalainen tähtitieteilijä Simon Marius, nykypäivän Galileo, ehdotti nimeä teoksessaan, joka hyvittää myös Jovian satelliittien löytämistä ennen kuin Galileo ilmoitti siitä.

Kuva 1. Galileo-operaation ottama luonnollinen värikuva Euroopasta, linjat ovat todennäköisesti kuoren murtumia paljailla kivillä. Lähde: Wikimedia Commons. NASA / JPL / DLR / julkinen

Toinen tähän satelliittiin käytetty ja tällä hetkellä käytöstä poistettu nimitys on se, jota Galileo alun perin ehdotti roomalaisin numeroin. Siten Europa on myös Jupiter II, koska se on toinen Galilean kuu lähellä planeettaa (Io on lähin, mutta siellä on neljä muuta pienempää kuuta).

Lopulta tähtitieteilijät epäonnistuivat Mariuksen ehdotuksesta, joka olisi ehkä löytänyt satelliitit Galileosta riippumatta.

Jupiteria kiertävien Galilean kuukausien löytö oli virstanpylväs tieteelle. Se vahvisti Copernicuksen heliokeskeistä teoriaa ja sai ihmiskunnan ymmärtämään, että maapallo ei ollut maailmankaikkeuden keskus.

Kuitenkin Galilean kuut pysyivät pitkään pieninä valopisteinä, jotka nähdään teleskoopilla, joka kiertää Jupiteria.

Siihen saakka, kunnes miehittämättömät operaatiot Pioneer, Voyager, Galileo ja New Horizons toivat tulvaan tietoa Euroopasta ja jättiläisten planeettojen jäljellä olevista satelliiteista.

Yleispiirteet, yleiset piirteet

Mahdollinen asumiskelpoisuus

Euroopalla, joka on hieman Kuua pienempi, on pinta alla veden valtameri, ja sitä suojaa auringon tuulta Jovian magneettikenttä, joka antaa sille jonkin verran mahdollisuuksia elinkelpoisuuteen.

Kuva 2. Vertailukoko Europa, vasen alaosa, maan ja kuun kanssa. Lähde: Wikimedia Commons. Apollo 17 Kuva koko maasta: NASATeleskooppikuva täysikuusta: Gregory H. Revera Kuva Euroopasta: NASA / JPL / Julkinen verkkotunnus

Lisää siihen, että Eurooppa on mahdollisesti tektoninen. Ja maapallon lisäksi, toistaiseksi mitään muuta taivaallista esinettä, jolla oli monimutkainen geologia, ei ollut tiedossa.

ilmapiiri

Siinä on myös ilmapiiri, heikko, mutta happea sisältävä, ja sen tiheys, vaikkakaan ei niin suuri kuin maan, viittaa siihen, että sen koostumuksessa on hyvä määrä kivenä.

Pinta

Jäätynyt pinta on erittäin sileä, ja se tuskin ylittää kuvassa 1 esitetyt viivat.

Nämä viivat heijastavat mahdollisesti jännityksiä 100–150 km paksussa jäisessä kuoressa, joka kattaa Europa-alueen, paljastaen alla olevan kallion, jonka alla on nestemäistä vettä.

Euroopan sisätiloissa on tarpeeksi lämpöä tämän valtameren ylläpitämiseksi vuoroveden lämpenemisen takia.

On yleistä ajatella vuorovesi valtamerellisille massoille tyypillisinä ilmiöinä, mutta painovoimainen vetovoima ei vain syrjäytä vettä, vaan myös kallioa. Ja nämä prosessit aiheuttavat kitkaa, joka hajottaa kiertoradan liikkeen energian lämmöksi.

Ei magneettikenttää

Miehittämättömien operaatioiden suorittamien magneettikentän mittausten avulla tiedetään, että Euroopasta puuttuu oma magneettikenttä. Mutta he havaitsivat myös kuoren alla olevan raudasydämen ja mineraalipitoisen vesikerroksen.

Nämä mittaukset osoittavat, että Eurooppaan saapuvan matkustajan kompassi kokee villin keinun, varsinkin kun lähestymistapa Jupiteriin on suurin. Ja se on, että voimakas Jovian-magneettikenttä on vuorovaikutuksessa alustarakenteen johtavan materiaalin kanssa aiheuttaen nämä vaihtelut.

Euroopan albedo

On tunnettua, että Europa-alueen pinta on jäinen ja hieman epätasainen, ei vain kuvien kautta saatujen tietojen, vaan myös sen albedolle tehtyjen mittausten takia.

Minkä tahansa esineen - tähtitieteellisen tai muun luonteen - albedo on sen valon osa, jonka se heijastaa. Siksi sen arvo vaihtelee välillä 0 - 1.

Jos albedo on 0, se tarkoittaa, että esine absorboi kaiken valon heijastamatta mitään, päinvastoin, jos se on 1, se heijastaa sen kokonaan.

Peilit ovat esineitä, joissa on suuri albedo ja Europa-arvon on 0,69. Tämä tarkoittaa, että se heijastaa noin 69% pintaansa saavuttavasta valosta, mikä osoittaa, että sitä peittävä jää on puhdas ja hiljainen.

Siksi Europa-alueen pinta on suhteellisen nuori, arviolta noin 10 miljoonaa vuotta vanha. Vanhan jään pinnat ovat yleensä melko tummia ja niissä on vähemmän albedoa.

Toinen asia sen hyväksi on se, että Europa-alueen pinnalla ei ole juurikaan törmäyskraattereita, mikä viittaa riittävään geologiseen aktiivisuuteen todisteiden poistamiseksi vaikutuksista.

Yksi näistä harvoista kraattereista esiintyy kuvan 1 alaosassa. Se on tumman keskuksen muodossa olevan vaalean pisteen nimi, nimeltään Pwyll-kraatteri, alamaailman kelttiläisen jumaluuden kunniaksi.

Yhteenveto Euroopan tärkeimmistä fyysisistä ominaisuuksista

Käännösliike

Europa liikkuu Jupiterin ympäri hiukan yli kolmen ja puolen päivän ajan melko pyöreällä kiertoradalla.

Euron translatiivisen liikkeen erikoisuus on, että se on synkronisessa pyörimisessä Jupiterin kanssa. Siksi se näyttää aina saman kasvot planeetalle, aivan kuten Kuu tekee maapallolle. Tämä ilmiö tunnetaan myös nimellä vuorovesikytkentä.

Kuva 3. Europa näyttää aina saman kasvot Jupiterille synkronisen kääntymisen ansiosta. Lähde: NASA.

Vuorovesikytkentälle on ominaista se, että se vie esineen samalla kertaa kiertämään massiivisimman rungon - tässä tapauksessa Jupiterin - ympäri, koska se tekee yhden täydellisen kierroksen omalla akselillaan.

Selitys on, että taivaankappaleet eivät ole pistemassoja, vaan esineitä, joilla on huomattavat mitat. Tästä syystä painovoima, jonka Jupiter kohdistaa satelliiteihinsa, ei ole homogeeninen, sillä se on voimakkaampi lähimmällä puolella ja vähemmän voimakas kauemmalla puolella.

Tämä aiheuttaa määräajoin vääristymisen Euroopassa, johon vaikuttaa myös muiden lähellä olevien Galilean kuukausien: Ganymeden ja Ion säännöllisesti käyttämä painovoima.

Tuloksena on gravitaatiovoimien vahvistuminen ilmiössä, joka tunnetaan orbitaaliresonanssina, kun muut kuut vetävät gravitaatiota Euroopalle tarkkoina aikavälein.

Laplaksen resonanssi

Ja tietysti Eurooppa tekee samoin muiden kuiden kanssa, luomalla eräänlaisen harmonian heidän kaikkien välillä.

Galilean-kuukausien keskinäisiä painovoimavaikutuksia kutsutaan Laplace-resonanssiksi sen löytäjän, ranskalaisen matemaatikon ja tähtitieteilijän Pierre Simon de Laplacen jälkeen vuonna 1805.

Fysiikassa on monenlaista resonanssia. Tämä on harvinainen resonanssi, jossa kolmen kuun vallankumousjaksot ovat suhteessa 1: 2: 4. Mikä tahansa tämän järjestelmän jäsenille kohdistettu voima välittyy muille gravitaatiovuorovaikutuksen kautta.

Kuva 4. Animaatio kiertoradan resonanssista Galilean satelliittien välillä. Lähde: Wikimedia Commons. Käyttäjä: Matma Rex / julkinen.

Siksi vuorovetovoimat tekevät koko Euroopasta alttiina kiinnityskorvakkeille ja puristuksille, jotka johtavat yllä kuvattuun lämmitykseen. Se aiheuttaa myös, että Europa-alueella on nestemäisen veden valtameri.

Pyörivä liike

Euroopalla on pyörimisliike oman akselinsa ympäri, jolla, kuten olemme sanoneet, on sama kesto kuin kiertoradalla sen jupiter-kytkennän ansiosta.

Sävellys

Samat elementit ovat läsnä Euroopassa kuin maan päällä. Ilmakehässä on happea, ytimessä on rautaa ja silikaatteja, kun taas vesi, silmiinpistävin aine, vie kuoren alla olevan kerroksen.

Europa-alueen vedessä on runsaasti mineraalisuoloja, kuten natriumkloridia tai tavallista suolaa. Magnesiumsulfaatin ja rikkihapon läsnäolo voi osittain selittää punaruskeita viivoja, jotka ylittävät satelliitin pinnan.

Uskotaan myös, että Euroopassa on tholineja, orgaanisia yhdisteitä, jotka muodostuvat ultraviolettisäteilyn ansiosta.

Tholiinit ovat yleisiä jäisissä maailmoissa, kuten Europa ja Saturnuksen kuu Titan. Niiden muodostumiseen vaaditaan hiiltä, ​​typpeä ja vettä.

Sisäinen rakenne

Euroopan sisäinen rakenne on samanlainen kuin maan, koska siinä on ydin, vaippa ja kuori. Sen tiheys yhdessä Io: n kanssa on korkeampi kuin kahden muun Galilean kuun tapauksessa, mikä osoittaa suurempaa silikaattipitoisuutta.

Kuva 5. Galilean-kuukauden sisäinen rakenne teoreettisten mallien mukaan. Lähde: Kutner, M. Tähtitiede: fyysinen näkökulma.

Europa-ydin ei ole sulaa metallia (toisin kuin Io), mikä viittaa siihen, että kuoren alla olevalla vedellä on korkea mineraalipitoisuus, koska Europa: n vetovoima johtuu hyvän johtimen, kuten veden ja suolojen, vuorovaikutuksesta ja Jupiterin voimakas magneettikenttä.

Kivessä vaipassa on runsaasti radioaktiivisia elementtejä, jotka lähettävät energiaa rapistuessaan ja muodostavat Europalle uuden sisäisen lämmön lähteen vuorovesilämmityksen lisäksi.

Veden uloimman kerroksen, osittain jäätyneen ja osittain nestemäisen, arvioidaan olevan joillakin alueilla 100 km paksu, vaikka toiset väittävät sen olevan vain noin 200 metriä.

Joka tapauksessa asiantuntijat ovat yhtä mieltä siitä, että nestemäisen veden määrä Euroopassa voi olla kaksi kertaa niin suuri kuin maan päällä.

Uskotaan myös, että jääkuoren rakoissa on järviä, kuten kuviossa 6 ehdotetaan, jotka voisivat myös pitää satamassa.

Jäinen pinta vastaanottaa jatkuvan vuorovaikutuksen Jovian säteilyhihnoilta lähetettyjen varautuneiden hiukkasten kanssa. Jupiterin voimakas magneettisuus kiihdyttää sähkövarauksia ja antaa niille energiaa. Täten hiukkaset saavuttavat jääpinnan ja fragmentoivat vesimolekyylejä.

Prosessissa vapautuu tarpeeksi energiaa, niin paljon, että muodostuu hehkuvia kaasupilviä Europa-ympärille, joita Cassini-koetin havaitsi suuntautuessaan kohti Saturnia.

Kuva 6. Euroopan sisäinen rakenne käytettävissä olevien tietojen kanssa luotujen mallien mukaan. Lähde: Wikimedia Commons.

geologia

Miehittämättömät virkamatkat ovat tarjonneet paljon tietoa Euroopasta, paitsi suuren joukon korkearesoluutioisia kuvia, joita ne lähettävät pintaan, mutta myös Europa-ryhmän gravitaatiotehosteiden vaikutuksen aluksiin.

Kuvat paljastavat erittäin vaalean keltaisen pinnan, josta puuttuu havaittavissa olevia maanmuotoja, kuten kohoavia vuoria tai merkittäviä kraattereita, toisin kuin muissa Galilean satelliiteissa.

Mutta mikä on kaikkein silmiinpistävin, on jatkuvasti leikkaavien risteävien viivojen verkko, jonka näemme selvästi kuvassa 1.

Tutkijoiden mielestä nämä linjat ovat peräisin syvästä halkeamasta jään alueella. Tarkemmin katsottuna linjoilla on tumma reuna vaaleammalla keskiraidalla, jonka uskotaan olevan suurten geyserien tuote.

Kuva 7. Hubblen näkemät Europa-geyserit. Lähde: NASA.

Nämä useita kilometrejä korkeat höyrystyspylväät (putoukset) koostuvat lämpimämmästä vedestä, joka nousee sisäpuolelta murtumien kautta, kuten Hubble-avaruusteleskoopin havainnot ilmoittivat.

Jotkut analyysit paljastavat korkean mineraalipitoisuuden sisältävän veden jättämät jäljet, jotka sitten haihdutetaan.

On mahdollista, että Europa-kuoren alla on subduktiomenetelmiä, kuten niitä tapahtuu maapallolla, joissa tektoniset levyt lähentyvät reunoillaan liikkuessa toistensa suhteen ns. Subduktiovyöhykkeillä.

Mutta toisin kuin maapallo, levyt on valmistettu jäästä, joka liikkuu nestemäisen valtameren, eikä magman yli, kuten se tapahtuu maan päällä.

Euroopan mahdollinen asumiskelpoisuus

Monet asiantuntijat ovat vakuuttuneita siitä, että Euroopan valtameret voivat sisältää mikrobielämää, koska ne sisältävät runsaasti happea. Lisäksi Euroopassa on ilmapiiri, vaikkakin ohut, mutta jossa on happea, elementti, jota tarvitaan elämän ylläpitämiseen.

Toinen vaihtoehto elämän tukemiseksi ovat järvet, jotka on kapseloitu Europa-jääkuoreen. Tällä hetkellä ne ovat oletuksia ja niiden vahvistamiseksi puuttuu paljon enemmän todisteita.

Jotkin todisteet lisätään edelleen tämän hypoteesin vahvistamiseksi, esimerkiksi savim mineraalien esiintyminen kuoressa, jotka maan päällä liittyvät orgaaniseen aineeseen.

Ja toinen tärkeä aine, jota uusien havaintojen mukaan löytyy Europan pinnalta, on natriumkloridi tai tavallinen suola. Tutkijat ovat havainneet, että ruokasuola saa Euroopassa vallitsevissa olosuhteissa vaaleankeltaisen värin, joka näkyy satelliitin pinnalla.

Jos tämä suola on peräisin Euroopan valtamereistä, se tarkoittaa, että ne ovat todennäköisesti samankaltaisia ​​maanpäällisten kanssa ja mahdollisuus pitää elämää mukana.

Nämä havainnot eivät välttämättä tarkoita, että Euroopassa on elämää, mutta satelliitilla on riittävät edellytykset sen kehitykselle, jos se vahvistetaan.

NASA-operaatio nimeltä Europa Clipper on jo kehitteillä, ja se voidaan käynnistää lähivuosina.

Sen tavoitteita ovat muun muassa Europa-alueen pinnan, satelliitin geologian ja sen kemiallisen koostumuksen tutkiminen sekä valtameren olemassaolon varmistaminen kuoren alla. Meidän on odotettava hiukan kauemmin selvittääkseen.

Viitteet

1. BBC. Miksi Jupiterin jäinen kuu Europa on paras ehdokas etsimään maan ulkopuolista elämää aurinkokunnassa? Palautettu osoitteesta: bbc.com.
2. Eales, S. 2009. Planeetit ja planeettajärjestelmät. Wiley-Blackwell.
3. Kutner, M. 2003. Tähtitiede: fyysinen näkökulma. Cambridge University Press.
4. Pasachoff, J. 2007. Kosmos: tähtitiede uudella vuosituhannella. Kolmas painos. Thomson-Brooks / Cole.
5. Seeds, M. 2011. Aurinkokunta. Seitsemäs painos. Cengagen oppiminen.
6. Wikipedia. Eurooppa (kuu). Palautettu osoitteesta: en.wikipedia.org.
7. Wikipedia. Europa Clipper. Palautettu osoitteesta: es.wikipedia.org.