Europa (księżyc)
 Europa widziana przez sondę Galileo, w naturalnych kolorach. | |
| Planeta | |
|---|---|
| Odkrywca | |
| Data odkrycia | 7 stycznia 1610 |
| Charakterystyka orbity | |
| Półoś wielka | 671 100 km[1] |
| Mimośród | 0,0094[1] |
| Perycentrum | 664 800 km |
| Apocentrum | 677 400 km |
| Okres obiegu | 3,551 d[1] |
| Prędkość orbitalna | 13,74 km/s |
| Nachylenie do płaszczyzny Laplace’a | 0,466°[1] |
| Długość węzła wstępującego | 219,106°[1] |
| Argument perycentrum | 88,970°[1] |
| Anomalia średnia | 171,016°[1] |
| Własności fizyczne | |
| Średnica równikowa | 3122 km |
| Powierzchnia | 3,09×107 km² |
| Objętość | 1,59×1010 km³ |
| Masa | 4,80×1022 kg |
| Średnia gęstość | 3,01 g/cm³ |
| Przyspieszenie grawitacyjne na powierzchni | 1,314 m/s² |
| Prędkość ucieczki | 2,025 km/s |
| Okres obrotu wokół własnej osi | synchroniczny |
| Albedo | 0,67 ± 0,03 |
| Jasność obserwowana (z Ziemi) | 5,02m |
| Temperatura powierzchni | 102 K |
| Ciśnienie atmosferyczne | 1 μ Pa |
| Skład atmosfery | 100% tlen |
Europa (Jowisz II) – czwarty co do wielkości księżyc Jowisza z grupy księżyców galileuszowych i szósty co do wielkości satelita w Układzie Słonecznym. Pod jego lodową skorupą znajduje się prawdopodobnie ocean ciekłej wody.
Odkrycie i nazwa
Odkrycie Europy przypisywane jest zwyczajowo Galileuszowi, który skierowawszy na Jowisza skonstruowaną przez siebie lunetę, dostrzegł w pobliżu cztery stale zmieniające położenie „gwiazdy”. Były to największe księżyce Jowisza, później ochrzczone „galileuszowymi”. W 1614 roku w swym dziele Mundus Jovialis niemiecki astronom Simon Marius przypisał sobie pierwszeństwo odkrycia, twierdząc, że dostrzegł te cztery obiekty na kilka dni przed Galileuszem. Galileusz określał to dzieło jako plagiat. Zaproponowana przez Mariusa nazwa księżyca przyjęła się dopiero w XX wieku. Pochodzi od Europy, kochanki boga Zeusa z mitologii greckiej.
Powierzchnia
.jpg)
Powierzchnię Europy charakteryzują bardzo małe różnice wysokości terenu, mimo że jest zróżnicowana i nierówna, z licznymi szczelinami i chaotycznie ukształtowanymi obszarami. Stwierdzono niewiele wzniesień wyższych niż kilkaset metrów. Występuje tam również niewiele kraterów uderzeniowych, mają one także inny wygląd niż na pozostałych lodowych księżycach w Układzie Słonecznym. Nie posiadają wałów i wzniesień centralnych, a wokół nich zauważono koncentryczne szczeliny i krawędzie, które mogły powstać w wyniku wypełnienia kraterów przez cieplejszy materiał spod powierzchni. Na powierzchni znajdują się także wyjątkowe dla tego księżyca lineamenty (łac. linea), ciemne, czerwonawe rysy związane ze spękaniem lodowej skorupy. Cechy te świadczą, że powierzchnia księżyca jest geologicznie bardzo młoda – ma szacunkowo ok. 30 mln lat.
Widoczny w pęknięciach ciemniejszy materiał to najprawdopodobniej sole i uwodniony kwas siarkowy. Zdjęcia przesłane przez sondę Galileo wskazują także, że powierzchnia podlega dynamicznym zmianom. Przypuszcza się, że czerwonawe obszary są zabarwione przez materiał wyniesiony z wnętrza księżyca przez cieplejszy lód, unoszący się ku powierzchni, natomiast obszary zimniejsze toną, powracając w głąb skorupy. Jest to szansa na zbadanie materii z wnętrza Europy.
Budowa wewnętrzna
Europa ma wyraźnie zróżnicowaną strukturę wewnętrzną. W jej wnętrzu znajduje się żelazne jądro, otoczone przez płaszcz zbudowany z krzemianów, podczas gdy zewnętrzne warstwy są zbudowane z wody – w postaci lodowej skorupy i podpowierzchniowego oceanu.
Ocean
Dane przesłane przez sondę Galileo wskazują prawie jednoznacznie, że pod lodową skorupą znajduje się ocean słonej wody, być może głęboki nawet na 90 km. Inny, mniej popularny model sugeruje istnienie warstwy „ciepłego”, plastycznego lodu.
Istnienie oceanu jest możliwe dzięki potężnym siłom pływowym Jowisza, które deformują satelitę i wskutek dyssypacji ogrzewają jego wnętrze. Ciepło pochodzące z rozpadu izotopów promieniotwórczych nie wystarczyłoby do utrzymania takiej warstwy wody w stanie płynnym. Jednak może ono wystarczać do istnienia na dnie oceanu kominów hydrotermalnych. Jedna z hipotez dotyczących powstania życia na Ziemi sugeruje, że pierwsze istoty żywe pojawiły się nie w zbiornikach powierzchniowych, ale w takim właśnie środowisku. To sprawia, że Europa jest jednym z najbardziej obiecujących miejsc do poszukiwania życia poza Ziemią.
Nie ma pewności, jak głęboko pod lodem może się znajdować ów ocean. Początkowo przypuszczano, że może być od 5 do 10 km pod powierzchnią. Jednak wygląd kraterów uderzeniowych na Europie sugeruje raczej, że jest położony na głębokości minimum 19 km.
Te hipotezy mogą zostać zweryfikowane na podstawie obserwacji sondy kosmicznej, która krążyłaby wokół Europy lub wokół Jowisza, regularnie przelatując w pobliżu Europy. Takie badania miała prowadzić projektowana przez NASA sonda JIMO, jednak jej misja została anulowana w 2005 roku z przyczyn budżetowych. Europejska Agencja Kosmiczna zamierza wysłać do układu Jowisza w 2023 roku sondę JUICE, która ma przeprowadzić podobne badania. W trakcie misji planowane są dwa przeloty w pobliżu Europy i wejście na orbitę Ganimedesa. Czas przeznaczony na badania Europy jest krótki ze względu na zagrożenie dla aparatury ze strony pasów radiacyjnych Jowisza[2]. Dokładniejsze badania Europy ma przeprowadzić przygotowywana amerykańska misja Europa Clipper, która również nie wejdzie na orbitę wokół Europy i będzie prowadzić obserwacje podczas przelotów[3].
Atmosfera
Obserwacje wykonane teleskopem Hubble’a pozwoliły ustalić, że Europa ma niezwykle rzadką atmosferę (egzosferę), której ciśnienie wynosi zaledwie 1 mikropaskal. Promieniowanie słoneczne i naładowane cząstki z magnetosfery Jowisza rozbijają cząsteczki wody z lodowej powierzchni księżyca na wodór i tlen. Lżejszy wodór ulatuje w przestrzeń międzyplanetarną, podczas gdy tlen zostaje na pewien czas zatrzymany przez siłę grawitacji Europy.
Gejzery
Obserwacje teleskopu Hubble’a z 2013 roku przyniosły dowody na współczesną aktywność geologiczną na Europie. Gdy Europa znajdowała się w pobliżu apocentrum orbity, w okolicy jej południowego bieguna został zaobserwowany obłok pary wodnej, który nie był widziany, gdy księżyc zbliżał się do planety. Prawdopodobnym wyjaśnieniem jest aktywność gejzerów, wyrzucających parę ponad powierzchnię księżyca. Energia do tego procesu jest dostarczana przez siły pływowe, natomiast zależność od położenia na orbicie można tłumaczyć zaciskaniem się szczelin wyrzucających materię, gdy Europa zbliża się do Jowisza. Zjawisko takie – periodycznie zmienna aktywność gejzerów – było już obserwowane na Enceladusie, lodowym księżycu Saturna. Ponieważ Enceladus jest znacznie mniejszy od Europy, wyrzucana przez jego gejzery materia opuszcza go i tworzy Pierścień E wokół planety. Materia zaobserwowana w pobliżu południowego bieguna Europy oddaliła się od powierzchni na 200 km, po czym opadła[4]. Obserwacje wykonane w 2014 roku w ultrafiolecie przyniosły dalsze dowody istnienia gejzerów na Europie. Astronomowie zamierzali zbadać egzosferę księżyca, tymczasem w trzech na dziesięć prób obserwacji udało im się uzyskać obrazy przedstawiające kolumny erupcyjne gejzerów, pojawiające się nad tym samym fragmentem powierzchni księżyca[5].
W 2018 roku opublikowano ponowne analizy danych z przelotów sondy Galileo w pobliżu Europy. Podczas największego zbliżenia do księżyca w 1997 roku (poniżej 400 km od powierzchni) magnetometr sondy zarejestrował spadek indukcji pola magnetycznego i zmianę jego kierunku, a spektrometr fal plazmowych stwierdził krótkie, lecz znaczne zwiększenie gęstości plazmy. Położenie tej anomalii, jej rozmiar i wielkość okazały się być zbieżne z lokalizacją pióropuszy pary wodnej zarejestrowanych przez teleskop Hubble’a, co wskazuje, że sonda przeszła przez taki obłok[6].
Przyszłe obserwacje z użyciem Teleskopu Jamesa Webba powinny bardziej szczegółowo udokomentować aktywność. Przygotowywana misja Europa Clipper będzie mogła zbadać skład materii wyrzucanej przez kriowulkanizm, przelatując ponad gejzerami, jak to uczyniła sonda Cassini, badając gejzery Enceladusa[5][6]. Także europejska sonda JUICE ma w trakcie misji dwukrotnie zbliżyć się do Europy na odległość do 400 km, co pozwoli na przeprowadzenie pomiarów[6].
Zobacz też
- Kolonizacja Europy
- Chronologiczny wykaz odkryć planet, planet karłowatych i ich księżyców w Układzie Słonecznym
- Pozostałe księżyce galileuszowe: Io, Ganimedes, Kallisto
- Księżyce Jowisza
- Życie pozaziemskie
Przypisy
- ↑ a b c d e f g Planetary Satellite Mean Orbital Parameters (ang.). JPL, 2011-12-14. [dostęp 2012-07-29].
- ↑ Krzysztof Kanawka: Jupiter Icy Moon Explorer (JUICE) (pol.). Kosmonauta.net, 2012-07-08. [dostęp 2014-06-12].
- ↑ Europa Clipper: In Depth (ang.). NASA. [dostęp 2018-08-31].
- ↑ Hubble Sees Evidence of Water Vapor at Jupiter Moon (ang.). JPL/NASA, 2013-12-12. [dostęp 2013-12-17].
- ↑ a b NASA’s Hubble Spots Possible Water Plumes Erupting on Jupiter’s Moon Europa (ang.). NASA, 2016-09-26. [dostęp 2016-09-26].
- ↑ a b c Xianzhe Jia, Margaret G. Kivelson, Krishan K. Khurana, William S. Kurth. Evidence of a plume on Europa from Galileo magnetic and plasma wave signatures. „Nature Astronomy”, 2018. DOI: 10.1038/s41550-018-0450-z. ISSN 2397-3366.
Linki zewnętrzne
- Europa - Lodowy Świat. [dostęp 2016-02-15]. [zarchiwizowane z tego adresu (2013-07-29)].
- Europa. W: Księżyce Układu Słonecznego [on-line]. [dostęp 2009-11-09]. [zarchiwizowane z tego adresu (2013-06-25)].
- Europa (ang.). W: Solar System Exploration [on-line]. NASA. [dostęp 2018-08-31].
| Planety (☾ ∅) | |||||||||||||||||
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| Planety karłowate | |||||||||||||||||
| Małe ciała Układu Słonecznego |
| ||||||||||||||||
- Zobacz też
- powstanie i ewolucja Układu Słonecznego
- ciała niebieskie
- lista obiektów w Układzie Słonecznym ze względu na
- Portal: Astronomia
- ciała niebieskie
Media użyte na tej stronie
Diameter comparison of Europa, Moon, and Earth.
Scale: Approximately 29km per pixel.
This is a revised version of Solar_System_XXIX.png.
*Interior of Europa
- original description: Cutaway view of the possible internal structure of Europa The surface of the satellite is a mosaic of images obtained in 1979 by NASA's Voyager spacecraft. The interior characteristics are inferred from gravity field and magnetic field measurements by NASA's Galileo spacecraft. Europa's radius is 1565 km, not too much smaller than our Moon's radius. Europa has a metallic (iron, nickel) core (shown in gray) drawn to the correct relative size. The core is surrounded by a rock shell (shown in brown). The rock layer of Europa (drawn to correct relative scale) is in turn surrounded by a shell of water in ice or liquid form (shown in blue and white and drawn to the correct relative scale). The surface layer of Europa is shown as white to indicate that it may differ from the underlying layers. Galileo images of Europa suggest that a liquid water ocean might now underlie a surface ice layer several to ten kilometers thick. However, this evidence is also consistent with the existence of a liquid water ocean in the past. It is not certain if there is a liquid water ocean on Europa at present.
Scientists are all but certain that Europa has an ocean underneath its icy surface, but they do not know how thick this ice might be. This artist concept illustrates two possible cut-away views through Europa's ice shell. In both, heat escapes, possibly volcanically, from Europa's rocky mantle and is carried upward by buoyant oceanic currents. If the heat from below is intense and the ice shell is thin enough (left), the ice shell can directly melt, causing what are called "chaos" on Europa, regions of what appear to be broken, rotated and tilted ice blocks. On the other hand, if the ice shell is sufficiently thick (right), the less intense interior heat will be transferred to the warmer ice at the bottom of the shell, and additional heat is generated by tidal squeezing of the warmer ice. This warmer ice will slowly rise, flowing as glaciers do on Earth, and the slow but steady motion may also disrupt the extremely cold, brittle ice at the surface. Europa is no larger than Earth's moon, and its internal heating stems from its eccentric orbit about Jupiter, seen in the distance. As tides raised by Jupiter in Europa's ocean rise and fall, they may cause cracking, additional heating and even venting of water vapor into the airless sky above Europa's icy surface.
Original caption released with image: The puzzling, fascinating surface of Jupiter's icy moon Europa looms large in this newly-reprocessed color view, made from images taken by NASA's Galileo spacecraft in the late 1990s. This is the color view of Europa from Galileo that shows the largest portion of the moon's surface at the highest resolution.
The view was previously released as a mosaic with lower resolution and strongly enhanced color (see PIA02590). To create this new version, the images were assembled into a realistic color view of the surface that approximates how Europa would appear to the human eye.
The scene shows the stunning diversity of Europa's surface geology. Long, linear cracks and ridges crisscross the surface, interrupted by regions of disrupted terrain where the surface ice crust has been broken up and re-frozen into new patterns.
Color variations across the surface are associated with differences in geologic feature type and location. For example, areas that appear blue or white contain relatively pure water ice, while reddish and brownish areas include non-ice components in higher concentrations. The polar regions, visible at the left and right of this view, are noticeably bluer than the more equatorial latitudes, which look more white. This color variation is thought to be due to differences in ice grain size in the two locations.
Images taken through near-infrared, green and violet filters have been combined to produce this view. The images have been corrected for light scattered outside of the image, to provide a color correction that is calibrated by wavelength. Gaps in the images have been filled with simulated color based on the color of nearby surface areas with similar terrain types.
This global color view consists of images acquired by the Galileo Solid-State Imaging (SSI) experiment on the spacecraft's first and fourteenth orbits through the Jupiter system, in 1995 and 1998, respectively. Image scale is 2 miles (1.6 kilometers) per pixel. North on Europa is at right.
The Galileo mission was managed by NASA's Jet Propulsion Laboratory in Pasadena, California, for the agency's Science Mission Directorate in Washington. JPL is a division of the California Institute of Technology, Pasadena.
Additional information about Galileo and its discoveries is available on the Galileo mission home page at http://solarsystem.nasa.gov/galileo/. More information about Europa is available at http://solarsystem.nasa.gov/europa.This image shows a view of the trailing hemisphere of Jupiter's ice-covered satellite, Europa, in approximate natural color. Long, dark lines are fractures in the crust, some of which are more than 3,000 kilometers (1,850 miles) long. The bright feature containing a central dark spot in the lower third of the image is a young impact crater some 50 kilometers (31 miles) in diameter. This crater has been provisionally named "Pwyll" for the Celtic god of the underworld. Europa is about 3,160 kilometers (1,950 miles) in diameter, or about the size of Earth's moon. This image was taken on September 7, 1996, at a range of 677,000 kilometers (417,900 miles) by the solid state imaging television camera onboard the Galileo spacecraft during its second orbit around Jupiter. The image was processed by Deutsche Forschungsanstalt fuer Luftund Raumfahrt e.V., Berlin, Germany.