EUROPA (MŰHOLDAS): JELLEMZŐK, ÖSSZETÉTEL, PÁLYA, MOZGÁS - ARTE - 2025

Az Europa a Jupiter természetes műholdja vagy holdja, amelyet 1610-ben fedeztek fel az olasz csillagász Galileo Galilei (1564-1642). Ez része az úgynevezett Galileai holdaknak, Ganymede, Io és Callisto mellett. A neve a görög mitológiában szereplő karakterből származik: Europa Kréta Minos király anyja, az istenek királyának sok szerelmese közül az egyik.

A német csillagász, Simon Marius, a Galileo kortársa egy munkájában javasolta a nevet, amely szintén jóváhagyta a jovia műholdak felfedezését, mielőtt a Galileo bejelentette.

1. ábra: Európa természetes színű képe, amelyet a Galileo misszió készített, a vonalak valószínűleg a kéregben repedt törések vannak kitett sziklákkal. Forrás: Wikimedia Commons. NASA / JPL / DLR / Nyilvános

A műholdakhoz használt, jelenleg használaton kívüli másik megnevezés, amelyet a Galileo eredetileg javasolt, római számokkal. Tehát az Europa szintén a Jupiter II, mivel ez a bolygóhoz közeli második galíliai hold (Io a legközelebb, de van még négy kisebb hold is).

Végül a csillagászok Marius javaslatára estek, aki talán felfedezte a műholdakat Galileótól függetlenül.

A Jupiter körül keringő galileai holdok felfedezése mérföldkő volt a tudomány számára. Megerősítette Kopernikusz heliocentrikus elméletét, és rávilágította az emberiségre, hogy a Föld nem az univerzum központja.

A Galileai holdak azonban hosszú ideig kis fénypontokként maradtak, a Jupiter körül keringő távcső segítségével.

Addig, amíg a Pioneer, a Voyager, a Galileo és a New Horizons pilóta nélküli missziók nem sok információt jelentettek az Európáról és az óriási bolygók fennmaradó műholdairól.

Általános tulajdonságok

Lehetséges lakhatóság

Az Európának, amely kissé kisebb, mint a Hold, a víz felszínén víz óceán van, amelyet a jovián mágneses mező védi a napsugárzás ellen, ami némi kilátást kínál a tartózkodásra.

2. ábra: Az Európa bal alsó részének összehasonlító mérete a Földdel és a Holdral. Forrás: Wikimedia Commons. Apollo 17 Az egész föld képe: A NASAT teleszkópos képe a teliholdról: Gregory H. Revera Európa képe: NASA / JPL / Nyilvános

Ehhez még hozzá kell tenni, hogy Európa valószínűleg tektonikus. És a Földön kívül eddig egyetlen más, komplex geológiájú égi tárgyat sem ismertek.

Légkör

Légköre is érzékeny, de oxigénmentes, sűrűsége, bár nem olyan magas, mint a Földé, azt sugallja, hogy összetételében jó mennyiségű kő található.

Felület

A fagyott felület nagyon sima, alig keresztezi az 1. ábrán látható vonalakat.

Ezek a vonalak valószínűleg a 100–150 km vastag jeges kéreg feszültségeit tükrözik, amely az Európát takarja, és felfedik a mögöttes sziklát, amely alatt folyékony víz van.

Az árapályok felmelegedése miatt az Europa belsejében elegendő hő van ahhoz, hogy fenntartsa ezt az óceánt.

Az árapályokat általában az óceáni tömegekre jellemző jelenségként gondolják, azonban a gravitációs vonzerő nemcsak a vizet, hanem a sziklát is kiszorítja. És ezek a folyamatok olyan súrlódást hoznak létre, amely a körüli mozgás energiáját hőre osztja.

Nincs mágneses mező

A pilóta nélküli küldetések által elvégzett mágneses mező mérésekkel ismert, hogy az Europanak nincs saját mágneses mezője. De felfedezték a vasmag és az ásványi anyagokban gazdag vízréteg létezését a kéreg alatt.

Ezek a mérések azt mutatják, hogy az Európába érkező utazók iránytűje vad hullámot fog tapasztalni, különösen akkor, ha a Jupiterhez való megközelítés maximális. És ez az, hogy az intenzív joviumi mágneses tér kölcsönhatásba lép az altalaj vezető anyagával, és ezeket a fluktuációkat okozza.

Európa albedója

Ismert, hogy az Europa jeges és kissé egyenetlen felülettel rendelkezik, nem csak a képekből nyert információk miatt, hanem az albedójára elvégzett mérések miatt.

Bármely tárgy - csillagászati ​​vagy más természetű - albedója a fény azon része, amelyet visszaver. Ezért van az értéke 0 és 1 között.

Ha az albedó értéke 0, az azt jelenti, hogy az objektum az összes fényt elnyeli anélkül, hogy bármit is visszatükrözne, éppen ellenkezőleg, ha az 1, akkor az teljesen tükrözi.

A tükrök olyan tárgyak, amelyek nagy albedójúak, az Europaé pedig 0,69. Ez azt jelenti, hogy visszaverődik a felületére jutó fény kb. 69% -ánál, ami azt jelzi, hogy a jég, amely azt borítja, tiszta és friss.

Ezért az Europa felülete viszonylag fiatal, becslések szerint körülbelül 10 millió év. A régi jéggel rendelkező felületek általában nagyon sötétek és kevesebb albedóval rendelkeznek.

Egy másik kedvező tény, hogy az Europa felületén alig van hatásterület-kráter, ami arra utal, hogy elegendő földtani aktivitás van a hatásokra vonatkozó bizonyítékok törléséhez.

A néhány kráter közül az egyik az 1. ábra alján jelenik meg. A sötét középpontú anyajegy alakú világos folt, Pwyll-kráternek nevezik, az alvilág kelta istenségének tiszteletére.

Európa főbb fizikai jellemzőinek összefoglalása

Fordítási mozgalom

Az Europa körülbelül három és fél nap alatt mozog a Jupiter körül, meglehetősen kör alakú pályára haladva.

Az Europa transzlációs mozgásának sajátossága, hogy szinkron forgásban van Jupiterrel. Ezért mindig ugyanazt az arcot mutatja a bolygó felé, akárcsak a Hold a Földdel. Ezt a jelenséget árapály-összekapcsolásnak is nevezik.

3. ábra. A szinkron forgásnak köszönhetően az Europa mindig azonos képet mutat a Jupiterrel szemben. Forrás: NASA.

Az árapály-csatolást az jellemzi, hogy ugyanolyan időbe telik az objektum a legmasszább test - ebben az esetben a Jupiter - keringésére, mivel a teljes tengelye teljesen forog.

A magyarázat az, hogy az égitestek nem pontmasszák, hanem észrevehető méretekkel rendelkező tárgyak. Ezért a gravitációs erő, amelyet a Jupiter műholdainak gyakorol, nem homogén, a legközelebbi oldalon intenzívebb, a távoli oldalon kevésbé intenzív.

Ez időnként torzulást idéz elő az Európában, amelyet szintén befolyásol a gravitációs erő, amelyet a többi közeli galíliai hold: Ganymede és Io rendszeresen gyakorol.

Ennek eredményeként a gravitációs erők felerősödnek egy olyan jelenségben, amelyet orbitális rezonanciának nevezünk, mivel a többi hold gravitációs úton vonzza az Európát pontos időközönként.

Laplasz rezonancia

És természetesen Európa ugyanazt csinálja a többi holddal, és valamiféle harmóniát teremt közöttük.

A Galileai holdak kölcsönös gravitációs hatásait Laplasz-rezonanciának nevezik, felfedezője, a francia matematikus és csillagász, Pierre Simon de Laplace 1805-ben.

A fizikában többféle rezonancia létezik. Ez egy ritka rezonancia, amikor a három hold forradalmi periódusai 1: 2: 4 arányban vannak. A rendszer bármely tagjára kifejtett erő gravitációs kölcsönhatás révén továbbadódik a többieknek.

4. ábra: A Galileai műholdak közötti orbitális rezonancia animációja. Forrás: Wikimedia Commons. Felhasználó: Matma Rex / nyilvános.

Ezért az árapály erõi miatt egész Európát olyan fülek és nyomások vannak kitéve, amelyek a fent ismertetett hevítésbõl származnak. Ez azt is okozza, hogy az Európában folyékony víz óceánja van.

Forgó mozgás

Az Europa forog a saját tengelye körül, amely, amint mondtuk, ugyanolyan időtartamú, mint a keringési periódus, annak a Jupiterhez fűződő dagálykapcsolatnak köszönhetően.

Fogalmazás

Ugyanazok az elemek vannak jelen Európában, mint a Földön. A légkörben oxigén található, a magban a vas és a szilikátok vannak, míg a víz, a legszembetűnőbb anyag, a kéreg alatti réteget foglalja el.

Az Europa alatt található víz ásványi sókban gazdag, például nátrium-kloridban vagy közönséges sókban. A magnézium-szulfát és a kénsav jelenléte részben magyarázza a műholdas felületét átlépő vöröses vonalakat.

Úgy gondolják továbbá, hogy Európában vannak tholinok, szerves vegyületek, amelyek az ultraibolya sugárzásnak köszönhetően képződnek.

A Tholinok olyan jeges világokban elterjedtek, mint az Europa és a Saturn hold Titan. Szén, nitrogén és víz kialakulásához szükséges.

Belső felépítés

Az Europa belső szerkezete hasonló a Föld szerkezetéhez, mivel van magja, köpeny és kéreg. Sűrűsége, valamint az Io sűrűsége, magasabb, mint a másik két Galileai hold esetében, jelezve, hogy a szilikát nagyobb.

5. ábra: A négy galíliai hold belső szerkezete elméleti modellek szerint. Forrás: Kutner, M. Csillagászat: fizikai perspektíva.

Az Europa magja nem olvadt fém (ellentétben az Io-val), ami azt sugallja, hogy a kéreg alatti víznek magas ásványianyag-tartalma van, mivel az Europa vonzereje egy jó vezető, például a víz és a sók kölcsönhatásának köszönhető. és a Jupiter intenzív mágneses tere.

A sziklás köpenyben rengeteg radioaktív elem található, amelyek bomlásuk során energiát bocsátanak ki, és az árapályos melegítésen kívül az Europa belső hőforrását képezik.

A víz legkülső rétege, részben fagyos és részben folyékony, becslések szerint egyes területeken 100 km vastag, bár mások szerint ez csak kb. 200 méter.

A szakértők mindenesetre egyetértenek abban, hogy az Európában a folyékony víz kétszer annyi lehet, mint a Földön.

Úgy gondolják továbbá, hogy a 6. ábra szerint a jégkéreg hasadékaiban vannak tavak, amelyek életét is kiköthetik.

A jeges felület folyamatosan kölcsönhatásba lép a töltött részecskékkel, amelyeket a jovi sugárzó hevederek küldnek. A Jupiter erős mágnesessége felgyorsítja az elektromos töltéseket és energiává teszi őket. Így a részecskék eljutnak a felszíni jéghez és fragmentálják a vízmolekulákat.

A folyamat elegendő energiát enged fel, elegendő ahhoz, hogy az Európa körül izzó gázfelhőket képezzen, amelyeket a Cassini-szonda megfigyelt, miközben a Saturn felé haladt.

6. ábra: Európa belső szerkezete a rendelkezésre álló információkkal létrehozott modellek szerint Forrás: Wikimedia Commons.

geológia

A pilóta nélküli küldetések nagyon sok információval szolgáltak az Europa-ról, nemcsak a felszínről küldött nagy felbontású képek sokasága mellett, hanem az Európa hajókra gyakorolt ​​gravitációs hatása is.

A képek egy nagyon halványsárga felületet fednek fel, amelyen nincsenek észrevehető tereptárgyak, mint például magasodó hegyek vagy figyelemre méltó kráterek, más Galileai műholdaktól eltérően.

A legmegdöbbentőbb azonban a folyamatosan keresztező szakaszok vonalai, amelyeket az 1. ábrán világosan látunk.

A tudósok úgy vélik, hogy ezek a vonalak a jég mély repedéseiből származnak. Közelebbről nézve a vonalak sötét széle egy könnyebb középső csíkkal rendelkezik, amelyről azt gondolják, hogy a nagy gejzírek terméke.

7. ábra: Az Europa gejzírjei, a Hubble látta. Forrás: NASA.

Ezeket a több kilométeres magasságú gőzoszlopokat (csomók) melegebb víz alkotja, amely a belső részből a törések révén emelkedik fel, amint azt a Hubble űrteleszkóp megfigyelései közlik.

Néhány elemzés feltárja a magas ásványi anyagtartalmú víz nyomát, amelyet azután elpárologtattak.

Lehetséges, hogy az Europa kéreg alatt vannak szubdukciós folyamatok, amint a Földön zajlanak, amelyek során a tektonikus lemezek szélei összefonódnak, egymáshoz viszonyítva úgynevezett szubdukciós zónákban mozognak.

De a Földtől eltérően, a lemezeket jégből készítik, amelyek folyékony óceánon mozognak, és nem magma, mint ahogy a Földön.

Európa lehetséges alkalmazhatósága

Sok szakértő meg van győződve arról, hogy az európai óceánok tartalmazhatnak mikrobiális életet, mivel gazdag oxigénnel. Ezen túlmenően Európának olyan légköre van, bár vékony, de oxigén jelenlétével egy olyan elem, amely az élet fenntartásához szükséges.

Az élet támogatásának másik lehetősége az Európa jégkéregébe beágyazott tavak. Jelenleg feltételezések, és sokkal több bizonyíték hiányzik a megerősítésükhöz.

A hipotézis alátámasztására továbbra is van néhány bizonyíték, például agyagásványok jelenléte a kéregben, amelyek a Földön a szerves anyaggal kapcsolatosak.

És egy másik fontos anyag, amelyet az új felismerések szerint az Europa felszínén találnak, a nátrium-klorid vagy a közönséges só. A tudósok úgy találták, hogy az Európában uralkodó körülmények között az asztali só halvány sárga színű, amelyet a műholdas felületén látunk.

Ha ez a só az európai óceánokból származik, akkor ez azt jelenti, hogy valószínűleg hasonlítanak a földi tengerekhez, és ezzel együtt az élet tárolásának lehetőségét is.

Ezek a megállapítások nem feltétlenül jelentik az élet Európában, de ha megerősítést nyer, a műholdnak elegendő feltétele van a fejlődéséhez.

Már létezik egy NASA, az Europa Clipper nevű misszió, amely jelenleg fejlesztés alatt áll, és amelyet az elkövetkezendõ néhány évben el lehet indítani.

Célkitűzései között szerepel az Europa felületének, a műholdas geológiájának és kémiai összetételének tanulmányozása, valamint az óceán létezésének megerősítése a kéreg alatt. Kicsit tovább kell várnunk, hogy megtudjuk.

Irodalom

1. BBC. Miért a Jupiter jeges hold Europa a legjobb jelölt a földönkívüli élet megtalálására a Naprendszerben? Helyreállítva: bbc.com.
2. Eales, S. 2009. Bolygók és bolygórendszerek. Wiley-Blackwell.
3. Kutner, M. 2003. Csillagászat: fizikai perspektíva. Cambridge University Press.
4. Pasachoff, J. 2007. A kozmosz: csillagászat az új évezredben. Harmadik kiadás. Thomson-Brooks / Cole.
5. Seeds, M. 2011. A Naprendszer. Hetedik kiadás. Cengage tanulás.
6. Wikipedia. Európa (hold). Helyreállítva: en.wikipedia.org.
7. Wikipedia. Europa Clipper. Helyreállítva: es.wikipedia.org.