Јупитерове четири највеће луне - ака. Галилејски Месеци, који се састоје од Ија, Европе, Ганимеда и Калиста - нису ништа ако нису фасцинантни. Они укључују могућност унутрашњих океана, присуство атмосфере, вулканске активности, човек има магнетосферу (Ганимеде) и вероватно има више воде чак и од Земље.
Али вероватно, најфасцинантнија од Галилејевих месеци је Европа: шести најближи месецу Јупитеру, најмањи од четири, и шести највећи месец у Сунчевом систему. Поред тога што има ледену површину и могућу унутрашњост топле воде, овај месец се сматра једним од највероватнијих кандидата за поседовање живота изван Земље.
Откривање и именовање:
Европу је заједно с Ио, Ганимедеом и Цаллистом открио Галилео Галилеи у јануару 1610. године, користећи телескоп сопственог дизајна. У то време је погрешно прихватио ова четири светлуцава објекта за „непокретне звезде“, али непрекидно опажање показало је да орбитирају око Јупитера на начин који је могао да се објасни само постојањем сателита.
Као и сви галилејски сателити, Европа је добила име по заљубљенику Зеуса, грчком еквиваленту Јупитеру. Еуропа је била феничанска племићка и кћерка тирског краља, који је касније постао љубавник Зеуса и краљице са Крита. Шему именовања предложио је Симон Мариус - немачки астроном за кога се сматра да је открио четири сателита самостално - а који је заузврат свој предлог приписао Јоханнесу Кеплеру.
Та имена у почетку нису била популарна и Галилео је одбио да их користи, опредијеливши се за схему именовања Јупитера И - ИВ - с тим да је Европа Јупитер ИИ, јер се вјеровало да је други најближи Јупитеру. Међутим, средином 20. века, имена која је предложио Мариус оживела су и ушла у уобичајену употребу.
Откриће Амалтхее 1892. године, која је орбита ближа Јупитеру од Галилеја, гурнуо је Европу на трећу позицију. Са Воиагер сонде, још три унутрашња сателита откривена су око Јупитера 1979. Од тог времена. Еуропа је препозната као шести сателит у погледу удаљености од Јупитера.
Величина, маса и орбита:
Са средњим радијусом од око 1560 км и масом од 4.7998 × 1022 кг, Еуропа је 0,245 величине Земље и 0,008 пута већа од масе. Такође је нешто мањи од Земљиног Месеца, што га чини шестим највећим месецем и петнаестим највећим објектом Сунчевог система. Орбита је скоро кружна, са ексцентричношћу 0,09 и налази се на просечној удаљености од 670 900 км од Јупитера - 664,862 км у Периапсису (тј. Када је најближа) и 676,938 км у Апоапсису (најудаљенији).
Попут својих других галилејских сателита, Европа је добро закључана на Јупитеру, а једна хемисфера Европе стално је окренута према гасном гиганту. Међутим, друга истраживања сугерирају да закључавање плиме можда није пуно, јер може бити присутна не-синхрона ротација.
У основи, то значи да би се Европа могла окретати брже него што је орбитирала Јупитером (или је то чинио у прошлости) због асиметрије у унутрашњој масовној дистрибуцији где се каменита унутрашњост врти спорије од ледене коре. Ова теорија подржава идеју да Европа може имати течни океан који раздваја кору од језгре.
Европи је потребно 3,55 земаљских дана да испуни једну орбиту око Јупитера, и увек је благо нагнута према Јупитеровом екватору (0,470 °), и ка еклиптици (1,779 °). Еуропа такође одржава орбиталну резонанцију 2: 1 са Ио, која орбитира једном око Јупитера за сваке две орбите најунутрашње Галилеје. Изван ње, Ганимеде одржава резонанцу 4: 1 са Иоом, орбитирајући једном око Јупитера за сваке две ротације Европе.
Ова мала ексцентричност еуробове орбите, одржавана гравитационим поремећајима других Галилеа, узрокује да положај Европе благо осцилира. Како се ближи Јупитеру, Јупитерова гравитациона привлачност се повећава, због чега се Еуропа продужила ка њој и даље од ње. Како се Еуропа удаљава од Јупитера, гравитациона сила се смањује, због чега се Еуропа опушта у више сферични облик и ствара плиму у свом океану.
Орбитална ексцентричност Европе такође се непрекидно пумпа њеном орбиталном резонанцом са Ио. Због тога, плимно савијање меша унутрашњост Европе и даје му извор топлоте, могуће омогућавајући његовом океану да остане течан током вожње подземним геолошким процесима. Крајњи извор ове енергије је Јупитерова ротација, коју Ио пробија кроз плиму коју подиже на Јупитер, а орбиталном резонанцом преноси се у Европу и Ганимеде.
Састав и површинске карактеристике:
Са средњом густином од 3.013 ± 0.005 г / цм3, Еуропа је значајно мање густа од свих осталих галилејских месеци. Ипак, густина указује да је по свом саставу сличан већини луна у спољашњем Сунчевом систему, разликујући унутрашњост стене састављену од силикатне стене и могуће језгро гвожђа.
Изнад ове камените унутрашњости налази се слој воденог леда за који се процењује да је дебљине око 100 км. Овај слој је вероватно диференциран између смрзнуте горње коре и аликвидног воденог океана испод. Ако је присутан, овај океан је вероватно топловодни, слани океан који садржи органске молекуле, оксигениран је и загреван помоћу геолошки активног језгра Европе.
Еуропа је по површини један од најмекших објеката Сунчевог система, с врло мало значајки (тј. Планинама и кратерима) о којима се може говорити. То је углавном последица чињенице да је површина Европе тектонски активна и млада, а ендогена резидба доводи до периодичних обнављања. На основу процена учесталости бомбардирања напада, верује се да је површина стара око 20 до 180 милиона година.
Међутим, у мањем обиму, европски екватор је теоретски прекривен 10 метара високим леденим шиљцима званим пенитентес, који настају услед дејства директне сунчеве светлости на екватору који топи вертикалне пукотине. Истакнуте ознаке су укрштале Европу (тзв линеае) су још једна главна особина, за коју се мисли да су углавном албедо карактеристике.
Већи појасеви су више од 20 км (12 миља), често са тамним, дифузним спољним ивицама, правилним линијама и централним појасом светлијег материјала. Највјероватнија хипотеза каже да су ове врсте рода произведене низом ерупција топлог леда док се Еуропанова кора ширила и открила топлије слојеве испод - слично ономе што се догађа у Земљиним океанским гребенима.
Друга могућност је да се ледена кора ротира мало брже од њене унутрашњости, ефекат који је могућ због подземног океана који одваја површину Европе од његовог каменитог плашта и утицаја Јупитеровог гравитационог трзаја на унутрашњу европску ледену кору. У комбинацији са фотографским доказима који сугеришу поткопавање на површини Европе, то би могло значити да се Еуропа ледени спољашњи слој понаша попут тектонских плоча овде на Земљи.
Остале карактеристике укључују кружне и елиптичне лентицулае (Латински за "пеге"), које се односе на многе куполе, јаме и тамне мрље глатке или грубе текстуре које прожимају површину. Врхови куполе изгледају као комади старије равнице око њих, што сугерише да су куполе настале када су равнице гурнуте одоздо.
Једна хипотеза за ове карактеристике је да су резултат топлог леда који се гура кроз спољни ледени слој, и то на исти начин на који магм коморе пробијају Земљину кору. Глатке карактеристике могу се формирати отапањем воде на површину, док су грубе текстуре резултат ситних фрагмената тамнијег материјала. Друго објашњење је да ове карактеристике стоје уз огромна језера течне воде која су затворена у кори - за разлику од унутрашњег океана.
Од тада Воиагер мисије су летеле поред Европе 1979. године, научници су такође били свесни многих одреска црвенкастосмеђег материјала који преламају премаз и друге геолошки младеначке карактеристике на површини Европе. Спектрографски докази говоре да су ове пруге и друге сличне карактеристике богате солима (попут магнезијум сулфата или хидрата сумпорне киселине) и таложене су испаравањем воде која је излазила изнутра.
Еуропа ледена кора даје јој албедо (рефлексија светлости) од 0,64, један од највиших од свих месеци. Ниво зрачења на површини еквивалентан је дози од око 5400 мСв (540 рем) дневно, количини која би проузроковала озбиљне болести или смрт код људи изложених у току једног дана. Површинска температура је око 110 К (-160 ° Ц; -260 ° Ф) на екватору и 50 К (-220 ° Ц; -370 ° Ф) на половима, држећи европску ледену кору чврстом попут гранита.
Подземни оцеан:
Научни консензус је да слој течне воде постоји под површином Европе, а да топлота од плимног савијања омогућава да подземни океан остане течан. Присуство овог океана подржано је вишеструким доказима, од којих су први модели где је унутрашње загревање изазвано плимним савијањем кроз интеракцију Европе са Јупитеровим магнетним пољем и другим месецима.
Тхе Воиагер и Галилео мисије су такође давале индикације за унутрашњи океан, јер су обе сонде пружиле слике такозваних „терена хаоса“, за које се верује да су резултат топљења подземног океана кроз ледену кору. Према овом моделу „танког леда“, Еуропа ледена шкољка може бити дебела тек неколико километара или танка чак 200 метара, што би значило да би редовни контакт између течне унутрашњости и површине могао да се отвори отвореним гребенима .
Међутим, ово је тумачење контроверзно, јер је већина геолога који су проучавали Европу погодовала моделу "дебелог леда", где је океан ретко (ако икада) имао интеракцију са површином. Најбољи доказ за овај модел је истраживање великих европских кратера, од којих су највећи окружени концентричним прстеновима и чини се да су испуњени релативно равним, свежим ледом.
На основу тога и на израчунатој количини топлоте коју производи Еуропанска плима, процењује се да је спољна кора чврстог леда дебљине отприлике 10–30 км, укључујући дуктилни слој „топлог леда“, који би могао да значи да течни океан испод може бити дубок око 100 км.
То је довело до процене запремине европских океана које су високе и до 3 × 1018 м3 - или три квадратне кубичне километре; 719,7 билиона кубичних миља. Ово је нешто више него двоструко више од комбиноване запремине свих Земљиних океана.
Додатне доказе о подземном океану пружио је Галилео орбитер, који је одредио да Европа има слаб магнетни тренутак који је индукован од стране различитог дела Јовијиног магнетног поља. Јачина поља створена овим магнетним моментом је око једне шесте снаге Ганимедеова поља и шест пута је већа од Цаллистовог. Постојање индукованог момента захтева слој високо проводљивог материјала у унутрашњости Европе, а најверљивије објашњење је велики подземни океан течне слане воде.
Европа такође може имати повремене пљускове воде који пробијају површину и досежу и до 200 км (120 миља) у висину, што је преко 20 пута више од висине планине. Еверест. Ови пљускови појављују се кад је Европа на најудаљенијој тачки од Јупитера, а не виде се када је Европа најближе Јупитеру.
Једини други месец у Сунчевом систему који показује сличне врсте водене паре је Енцеладус, мада процењена стопа ерупције у Европи износи око 7000 кг / с у поређењу са око 200 кг / с за Енцеладус.
Атмосфера:
1995. године Галилео мисија је открила да Европа има танку атмосферу састављену већином од молекуларног кисеоника (О)2). Површински притисак атмосфере Европе је 0,1 микро паскала, или 10-12 пута него на Земљи. Постојање тениске ионосфере (горњи атмосферски слој наелектрисаних честица) потврђено је 1997. године Галилео, за које се чинило да су створени сунчевим зрачењем и енергетским честицама из Јупитерове магнетосфере.
За разлику од кисеоника у Земљиној атмосфери, Еуропа није биолошког порекла. Уместо тога, он се формира током процеса радиолизе, где се ултраљубичасто зрачење из јовианове магнетосфере судара са леденом површином, раздвајајући воду на кисеоник и водоник. Исто зрачење такође ствара колизионе избацивања ових производа са површине, а равнотежа ова два процеса формира атмосферу.
Посматрања површине открила су да се неки молекуларни кисеоник произведен радиолизом не избацује из површине и задржава се због своје масе и гравитације планете. Будући да површина може узајамно деловати са подземним океаном, овај молекуларни кисеоник може да се крене ка океану, где може да помогне у биолошким процесима.
У међувремену, водонику недостаје маса која је потребна да би се задржала као део атмосфере и већина се изгубила у простору. Овим избегава водоник, заједно са деловима атомског и молекуларног кисеоника који се избацују, формира гасни торус у близини орбите Европе око Јупитера.
Ову „неутралну облак“ су детектирале Цассини и Галилео свемирске летелице и има већи садржај (број атома и молекула) од неутралног облака који окружује Јупитеров унутрашњи месец Ио. Модели предвиђају да се скоро сваки атом или молекул у европском тору на крају јонизује, пружајући извор магнетосферне плазме Јупитера.
Истраживање:
Истраживање Европе почело је летачким летима Јупитера из Пионеер 10 и 11 свемирске летелице 1973 и 1974, респективно. Прве фотографије изблиза биле су мале резолуције у поређењу с каснијим мисијама. Два Воиагер сонде су путовале кроз Јовиан систем 1979. године пружајући детаљније слике о леденој површини Европе. Ове слике резултирале су многим научницима који нагађају о могућности течног океана испод.
Свемирска сонда Галилео је 1995. године започела осмогодишњу мисију која ће је видети на орбити над Јупитером и омогућити најсвечанији преглед Галилејевих луна до данас. Обухватао је Еуропа Мисија Галилео и Галилео миленијска мисија, који је извео бројне блиске лете Европе. Ово су биле последње мисије у Европи које је до сада урадила било која свемирска агенција.
Међутим, претпоставка о унутрашњем океану и могућност проналаска изванземаљског живота осигурали су високи профил Европе и довели до сталног лобирања за будуће мисије. Циљеви ових мисија су се кретали од испитивања хемијског састава Европе до тражења изванземаљског живота у његовим хипотезираним подземним океанима.
Године 2011, америчка мисија о планетарној науци препоручила је америчку Декадалну анкету. Као одговор, НАСА је наручила студије за истраживање могућности слетања у Европи током 2012., заједно са концептима за лет лете Еуропа и орбите Европе. Опција елемената орбите концентрисана је на науку „океан“, док се елемент са више летења концентрише на науку о хемији и енергији.
13. јануара 2014. године, Одбор за издвајање кућа објавио је нови двостраначки нацрт закона који укључује 80 милиона долара финансијских средстава за наставак студија концепта мисије Еуропа. У јулу 2013., НАСА-ина лабораторија за млазни погон и примењену физику представила је ажурирани концепт за летећу европску мисију (названу Еуропа Цлиппер).
Маја 2015, НАСА је званично објавила да је прихватила Еуропа Цлиппер мисије и открио инструменте које ће користити. Они би укључивали радар који продире у лед, инфрацрвени спектрометар кратког таласа, топографски снимач и јонски и неутрални спектрометар.
Циљ мисије биће истраживање Европе како би се истражило његово усељење и одабрала локације за будуће земљиште. Он не би орбитирао за Европу, већ би уместо ње орбитирао Јупитером и извео 45 летача Европе на малој висини током мисије.
Планови за мисију у Европи такође су садржавали детаље о могућем Еуропа Орбитер, роботска свемирска сонда чији би циљ био да карактерише обим океана и његов однос према дубљој унутрашњости. Оптерећење инструмената за ову мисију би укључивало радио подсистем, ласерски висиномјер, магнетометар, Лангмуир сонду и камеру за мапирање.
Такође су направљени планови за потенцијал Еуропа Ландер, роботско возило слично као Викинг, Марс Патхфиндер, Дух, Прилика и Радозналост ровери који истражују Марс већ неколико деценија. Као и његови претходници Еуропа Ландер истраживао би станиште Европе и проценио његов астробиолошки потенцијал потврђивањем постојања и утврђивањем карактеристика воде унутар и испод Еуропа ледене љуске.
Године 2012 Јупитер Ици Моон Екплорер (ЈУИЦЕ) концепт је изабрана од стране Европске свемирске агенције (ЕСА) као планирану мисију. Ова мисија би укључивала и неке летке Европе, али је више фокусирана на Ганимеде. Многи други предлози су разматрани и одлагани због питања буџета и променљивих приоритета (попут истраживања Марса). Међутим, стална потражња за будућим мисијама је показатељ колико је уносна астрономска заједница сматра истраживање Европе.
Становништво:
Еуропа се појавила као једна од најбољих локација Сунчевог система у смислу потенцијала за живот у домаћинству. Живот би могао постојати у његовом под-леденом океану, можда постоји у окружењу сличном хидротермалним отворима за дубоко океан на Земљи.
12. маја 2015. године, НАСА је објавила да морска сол из подземног океана вероватно прекрива неке геолошке карактеристике на Европи, што сугерише да океан делује у интеракцији са морским дном. То би могло бити важно у одређивању да ли би Европа могла да буде усељива за живот, тврде научници, јер би то значило да унутрашњи оцеан може бити кисеоник.
Енергија обезбеђена плимним савијањем покреће активне геолошке процесе у унутрашњости Европе. Међутим, енергија од плимног савијања никада не би могла да подржи екосустав у европском океану, толико велик и разнолик као екосистем заснован на фотосинтези на Земљиној површини. Уместо тога, живот на Европи би вероватно био грозан око хидротермалних отвора на дну океана или испод океанског дна.
Алтернативно, могао би постојати улегнувши се у доњу површину европског слоја леда, слично алгама и бактеријама у земаљским поларним регионима, или слободно плутати у европском океану. Међутим, ако је океан Европе био превише хладан, не би се могли одвијати биолошки процеси слични онима који су познати на Земљи. Слично томе, ако је био превише слани, само екстремни облици живота могли би опстати у његовом окружењу.
Постоје и докази који подржавају постојање течних водених језера унутар ледене спољашње шкољке Европе, које се разликују од течног океана за који се сматра да постоји даље доле. Уколико се потврде, језера би могла бити још једно потенцијално станиште за живот. Али опет, то би зависило од њихових просечних температура и садржаја соли.
Такође, постоје докази који указују да водоник пероксида има у изобиљу по целој површини Европе. Пошто водоник пероксид пропада у кисеоник и воду када се комбинује са течном водом, научници тврде да би он могао бити важно снабдевање енергијом једноставних животних облика.
Године 2013., на основу података из сонде Галилео, НАСА је објавила откриће минерала сличних глини - који су често повезани са органским материјалима - на површини Европе. Присутност ових минерала можда је резултат судара астероида или комете, тврде они који су можда дошли чак и са Земље.
Колонизација:
Могућност људске колонизације Европе, која укључује и планове њеног обликовања, истражена је дуго и у научној фантастици и у научној потрази. Присталице коришћења Месеца као места за насељавање људи наглашавају бројне предности које Европа има у односу на друга ванземаљска тела Сунчевог система (као што је Марс).
Главни међу њима је присуство воде. Иако би му приступ био тежак и могао би захтевати бушење на дубинама од неколико километара, велико богатство воде на Европи било би благодат за колонисте. Поред обезбеђења воде за пиће, Еуропа унутрашњост океана би такође могла да се користи за производњу ваздуха који се дише кроз процес радиолизе и ракетног горива за додатне мисије.
Присуство ове воде и воденог леда такође се сматра разлогом обликовања планете. Користећи нуклеарне уређаје, кометарне ударе или неко друго средство за повећање површинске температуре, лед се може сублимирати и формирати масивну атмосферу водене паре. Та пара би потом била подвргнута радиолизирању услед излагања магнетном пољу Јупитера, претварајући га у гас за кисеоник (који би остао близу планете) и водоник који би исцурио у свемир.
Међутим, колонизација и / или обликовање Европе такође представља неколико проблема. Прво и најважније је велика количина зрачења која долази са Јупитера (540 ремса), што је довољно да убије човека у року од једног дана. Колоније на површини Европе морале би стога бити заштићене или би ледени штит морале користити као заштиту спуштањем испод коре и живећи у подземним стаништима.
Тада је ниска гравитација Европе - 1.314 м / с или 0.134 пута већа од земаљске норме (0.134 г) - такође представља изазове за насељавање људи. Ефекти ниске гравитације су активно поље проучавања, засновано углавном на продуженом боравку астронаута у ниској земаљској орбити. Симптоми продужене изложености микрогравитацији укључују губитак коштане густине, атрофију мишића и ослабљени имунолошки систем.
Ефикасне противмере за негативне ефекте ниске гравитације су добро утврђене, укључујући агресиван режим свакодневног физичког вежбања. Међутим, ово истраживање је спроведено у нултим гравитационим условима. Дакле, ефекти смањене гравитације на сталне путнике, а да не спомињемо развој феталног ткива и развој деце код оних колониста рођених у Европи, тренутно су непознати.
Такође се спекулише да ванземаљски организми могу постојати на Европи, вероватно у води која лежи под месечевом леденом шкољком. Ако је то тачно, људски колонисти могу доћи у сукоб са штетним микроби или агресивним завичајним животним облицима. Нестабилна површина може представљати још један проблем. С обзиром на то да су површински лед подложни редовним пљусковима и ендогеном обнављању, природне катастрофе би могле бити уобичајена појава.
Године 1997. пројекат Артемис - приватни свемирски подухват који подржава успостављање трајног присуства на Месецу - такође је најавио планове колонизације Европе. Према овом плану, истраживачи би прво поставили малу базу на површини, а затим би се срушили у ледену корпу Еуропан да би створили подземну колонију заштићену од зрачења. До сада се ова компанија није успела ни у једном подухвату.
У 2013., тим архитеката, дизајнера, бивших НАСА-иних стручњака и славних особа (попут Јацкуеса Цоустеау-а) окупио се како би створио Објецтиве Еуропа. Слично у концепту са Марс Оне, ова препуна организација се нада да ће запослити потребну експертизу како би прикупила новац потребан за постављање једносмерне мисије на Јовиан месец и успостављање колоније.
Циљ Еуропа започео је фазу И свог подухвата - „теоријску фазу истраживања и концепције“ - у септембру 2013. Ако и када се та фаза заврши, започет ће следеће фазе - које захтевају детаљно планирање мисије, припреме и избор посаде, покретање и долазак саме мисије. Њихова намера је да све ово реализују и да одреде мисију на Европи између 2045. и 2065. године.
Без обзира да ли би људи икада могли назвати Европу домом, за нас је очигледно да се тамо догађа више него што би спољни наступи сугерирали. У наредним деценијама вероватно ћемо послати много сонди, орбитара и земљаца планети у нади да ћемо сазнати које мистерије има.
А ако тренутно окружење буџета не подноси свемирске агенције, није вероватно да ће приватни подухвати ући у своје прво. Са срећом, могли бисмо једноставно установити да Земља није једино тело у нашем Сунчевом систему које је способно да подржи живот - можда чак и у сложеном облику!
Имали смо много прича о часопису Еуропа на свемирском часопису, укључујући причу о могућој подморници која би могла да се користи за истраживање Европе, и чланак који говори о томе да ли је европски оцеан дубок или танак.
Ту су и чланци о Јупитеровим Лунама и Галилејским месецима.
За више информација, НАСА-ин пројекат Галилео има сјајне информације и слике о Европи.
Такође смо снимили читаву емисију управо на Јупитеру за Астрономи Цаст. Слушајте овде, епизода 56: Јупитер и епизода 57: Јупитерови месеци.
