EUROPA (SATELLITT): EGENSKAPER, SAMMENSETNING, BANE, BEVEGELSE - ARTE - 2026

Europa er en naturlig satellitt eller måne fra Jupiter, oppdaget i 1610 av den italienske astronomen Galileo Galilei (1564-1642). Det er en del av de såkalte galileiske månene, sammen med Ganymede, Io og Callisto. Navnet kommer fra en karakter i gresk mytologi: Europa var mor til kong Minos av Kreta, en av de mange elskere av gudenes konge.

Den tyske astronomen Simon Marius, en samtid fra Galileo, foreslo navnet i et verk av ham, som også godkjente funnet av de joviske satellittene før Galileo kunngjorde det.

Figur 1. Naturlig fargebilde av Europa tatt av Galileo-oppdraget, linjene er sannsynligvis brudd i jordskorpen med utsatte bergarter. Kilde: Wikimedia Commons. NASA / JPL / DLR / Public domain

En annen betegnelse som ble brukt for denne satellitten og som for øyeblikket ikke er i bruk, er den som Galileo opprinnelig foreslo, med romertall. Dermed er Europa også Jupiter II, siden det er den andre galileiske månen nær planeten (Io er den nærmeste, men det er fire andre mindre måner).

Etter hvert falt astronomene etter forslag fra Marius, som kan ha oppdaget satellittene uavhengig av Galileo.

Oppdagelsen av de galileiske månene som kretset rundt Jupiter var en milepæl for vitenskapen. Det styrket den heliosentriske teorien om Copernicus og fikk menneskeheten til å innse at Jorden ikke var sentrum av universet.

Imidlertid forble de galileiske månene i lang tid som små lyspunkter, sett med teleskopet i bane rundt Jupiter.

Det var inntil de ubemannede oppdragene Pioneer, Voyager, Galileo og New Horizons brakte en flom av informasjon om Europa og de gjenværende satellittene til de gigantiske planetene.

Generelle egenskaper

Mulig brukbarhet

Europa, litt mindre enn månen, har et hav av vann under overflaten og er beskyttet mot solvinden av det joviske magnetfeltet, noe som gir det noen utsikter til beboelighet.

Figur 2. Sammenlignende størrelse på Europa, nede til venstre, med Jorden og månen. Kilde: Wikimedia Commons. Apollo 17 Bilde av hele jorden: NASATelescopic Image of the Full Moon: Gregory H. Revera Bilde av Europa: NASA / JPL / Public domain

Legg til det faktum at Europa muligens er tektonisk. Og bortsett fra Jorden, var det til nå ingen andre himmelobjekter med kompleks geologi kjent.

Stemning

Den har også en atmosfære, tynn, men med oksygen, og dens densitet, selv om den ikke er så høy som jordens, antyder at det er en god mengde berg i sammensetningen.

Flate

Den frosne overflaten er veldig glatt, knapt krysset av linjene vist i figur 1.

Disse linjene reflekterer muligens spenninger i den 100-150 km tykke, iskalde skorpen som dekker Europa, og utsetter den underliggende bergarten som det er flytende vann under.

Det er nok varme i det indre av Europa til å opprettholde dette havet på grunn av tidevannsoppvarming.

Det er vanlig å tenke på tidevann som fenomener som er typiske for havmasser, men gravitasjonsattraksjonen fortrenger ikke bare vannet, men også berget. Og disse prosessene fører til friksjon som sprer energien fra orbital bevegelse til varme.

Ingen magnetfelt

Gjennom målinger av magnetfeltet gjort av ubemannede oppdrag, er det kjent at Europa mangler sitt eget magnetfelt. Men de oppdaget også eksistensen av en jernkjerne og et lag vann rik på mineralinnhold under jordskorpen.

Disse målingene indikerer at kompasset til en reisende som ankommer Europa ville oppleve en vill sving, spesielt når tilnærmingen til Jupiter er maksimal. Og det er at det intense joviske magnetfeltet samhandler med det ledende materialet i undergrunnen, og forårsaker disse svingningene.

Europas albedo

Det er kjent at Europa har en isete og litt ujevn overflate, ikke bare på grunn av informasjonen som er innhentet gjennom bilder, men også på grunn av målingene som er gjort på albedoen.

Albedoen til enhver gjenstand - astronomisk eller av en annen art - er brøkdelen av lys som den reflekterer. Det er grunnen til at verdien varierer fra 0 til 1.

Hvis albedo er 0 betyr det at gjenstanden tar opp alt lyset uten å reflektere noe, tvert imot, hvis det er 1 reflekterer det det fullstendig.

Speil er gjenstander med et stort albedo og det fra Europa er 0,69. Dette betyr at det reflekterer omtrent 69% av lyset som når overflaten, noe som indikerer at isen som dekker det er ren og nylig.

Derfor er overflaten til Europa relativt ung, anslått å være rundt 10 millioner år gammel. Overflater med gammel is er ofte veldig mørke og har mindre albedo.

Et annet faktum i sin favør er at Europas overflate knapt har noen påvirkningskrater, noe som antyder nok geologisk aktivitet til å slette bevis for påvirkninger.

Et av disse få kratrene vises nederst i figur 1. Det er lyspunktet i form av en føflekk med et mørkt sentrum, kalt Pwyll-krateret, til ære for den keltiske guddommen i underverdenen.

Sammendrag av de viktigste fysiske egenskapene til Europa

Oversettelse bevegelse

Europa beveger seg rundt Jupiter med en periode på litt over tre og en halv dag, etter en ganske sirkulær bane.

En særegenhet i den translasjonelle bevegelsen til Europa er at den er i synkron rotasjon med Jupiter. Derfor viser den alltid det samme ansiktet til planeten, akkurat som månen gjør med jorden. Dette fenomenet er også kjent som tidevannskobling.

Figur 3. Europa viser alltid det samme ansiktet til Jupiter takket være den synkrone rotasjonen. Kilde: NASA.

Tidevannskobling er preget av det faktum at det tar gjenstanden på samme tid å bane rundt det mest massive kroppen - Jupiter i dette tilfellet - som det gjør en fullstendig revolusjon på sin egen akse.

Forklaringen er at himmellegemer ikke er punktmasser, men gjenstander med nevneverdige dimensjoner. Av denne grunn er ikke tyngdekraften som Jupiter utøver på sine satellitter, homogen, den er mer intens på nærmeste side og mindre intens på andre siden.

Dette skaper en periodisk forvrengning i Europa, som også påvirkes av tyngdekraften som jevnlig utøves av de andre galileiske månene i nærheten: Ganymede og Io.

Resultatet er en forsterkning av gravitasjonskrefter i et fenomen som kalles orbital resonance, ettersom de andre månene gravitasjonelt trekker til Europa med presise tidsintervaller.

Laplace resonans

Og selvfølgelig gjør Europa det samme med de andre månene, og skaper en slags harmoni mellom dem alle.

De gjensidige gravitasjonseffektene av de galileiske månene kalles Laplace-resonansen, etter dens oppdager, den franske matematikeren og astronomen Pierre Simon de Laplace i 1805.

Det er flere typer resonans i fysikk. Dette er en sjelden resonans der revolusjonstidene for de tre månene er i forholdet 1: 2: 4. Enhver kraft som utøves på noen av medlemmene i dette systemet overføres til de andre via gravitasjonsinteraksjon.

Figur 4. Animasjon av orbitalresonansen mellom de galileiske satellittene. Kilde: Wikimedia Commons. Bruker: Matma Rex / Public domain.

Derfor er tidevannskreftene som gjør at hele Europa blir utsatt for lugger og kompresjoner som kommer fra oppvarmingen beskrevet ovenfor. Og det fører også til at Europa har et hav av flytende vann i seg.

Rotasjonsbevegelse

Europa har en rotasjonsbevegelse rundt sin egen akse, som som sagt har samme varighet som omløpsperioden, takket være tidevannskoblingen den har til Jupiter.

sammensetning

De samme elementene er til stede i Europa som på jorden. I atmosfæren er det oksygen, jern og silikater er i kjernen, mens vann, det mest slående stoffet, opptar laget under jordskorpen.

Vannet under Europa er rikt på mineralsalter, som natriumklorid eller vanlig salt. Tilstedeværelsen av magnesiumsulfat og svovelsyre kan delvis forklare de rødlige linjene som krysser satellittenes overflate.

Det antas også at i Europa er det toliner, organiske forbindelser som dannes takket være ultrafiolett stråling.

Tholins er utbredt på isete verdener som Europa og Saturns måne Titan. Karbon, nitrogen og vann er nødvendig for at de skal danne seg.

Intern struktur

Den indre strukturen i Europa ligner på jorda, siden den har en kjerne, en mantel og en skorpe. Densiteten, sammen med den av Io, er høyere enn for de to andre galileiske månene, noe som indikerer et høyere silikatinnhold.

Figur 5. Intern struktur av de fire galileiske månene, i henhold til teoretiske modeller. Kilde: Kutner, M. Astronomi: et fysisk perspektiv.

Kjernen i Europa er ikke laget av smeltet metall (i motsetning til Io), noe som antyder at vannet under jordskorpen har et høyt mineralinnhold, siden Europas magnetisme kommer fra samspillet mellom en god leder som vann med salter. og det intense magnetfeltet til Jupiter.

Radioaktive elementer florerer i den steinete mantelen, som avgir energi når de råtner og utgjør en annen kilde til indre varme for Europa, bortsett fra tidevannsoppvarming.

Det ytterste laget av vann, delvis frossent og delvis flytende, anslås å være 100 km tykt i noen områder, selv om andre hevder det bare er rundt 200 moh.

Uansett er eksperter enige om at mengden flytende vann i Europa kan være dobbelt så mye som det er på Jorden.

Det antas også at det er innsjøer i iskorpens sprekker, som antydet i figur 6, som også kan havneliv.

Den iskalde overflaten får kontinuerlig interaksjon med ladede partikler sendt fra de joviske strålingsbeltene. Jupiters sterke magnetisme akselererer elektriske ladninger og gir dem energi. Dermed når partiklene overflateisen og fragmenterer vannmolekylene.

Det frigjøres nok energi i prosessen, nok til å danne de glødende gassskyene rundt Europa som Cassini-sonden observerte da den satte kurs mot Saturn.

Figur 6. Intern struktur i Europa i henhold til modellene laget med tilgjengelig informasjon. Kilde: Wikimedia Commons.

geologi

De ubemannede oppdragene har gitt mye informasjon om Europa, ikke bare i mangfoldet av høyoppløselige bilder de sendte fra overflaten, men også om tyngdekraften fra Europa på skipene.

Bildene avslører en veldig lys gul overflate, blottet for merkbare landformer, som ruvende fjell eller bemerkelsesverdige kratre, i motsetning til andre galileiske satellitter.

Men det som er mest påfallende er nettverket av sinuous linjer som kontinuerlig krysser hverandre og som vi ser tydelig i figur 1.

Forskere mener at disse linjene stammer fra dype sprekker i isen. Sett nærmere på, linjene har en mørk kant med en lysere sentral stripe som antas å være et produkt av store geysirer.

Figur 7. Geysirene i Europa, sett av Hubble. Kilde: NASA.

Disse høye søylene med damp (plumes) som er flere kilometer høye består av varmere vann som stiger opp fra det indre gjennom bruddene, som rapportert av observasjoner fra Hubble romteleskop.

Noen analyser avslører sporene som er igjen av vann med høyt mineralinnhold og deretter fordampet.

Det er mulig at under jordskorpen er det subduksjonsprosesser, slik de forekommer på jorden, der tektoniske plater konvergerer i kantene og beveger seg i forhold til hverandre i såkalte subduksjonssoner.

Men i motsetning til Jorden, er platene laget av is som beveger seg over flytende hav, snarere enn magma, som det gjør på Jorden.

Mulighet for Europa

Mange eksperter er overbevist om at verdenshavene i Europa kan inneholde mikrobielt liv, ettersom de er rike på oksygen. I tillegg har Europa en atmosfære, selv om den er tynn, men med nærvær av oksygen, et element som er nødvendig for å opprettholde livet.

Et annet alternativ for å støtte livet er innsjøene som er innkapslet i isskorpen i Europa. For øyeblikket er det antakelser, og det mangler mye mer bevis for å bekrefte dem.

Noen bevis fortsetter å bli lagt til for å styrke denne hypotesen, for eksempel tilstedeværelsen av leirmineraler i jordskorpen, som på Jorden er assosiert med organisk materiale.

Og et annet viktig stoff som ifølge nye funn finnes på overflaten av Europa er natriumklorid eller vanlig salt. Forskere har funnet ut at bordsalt, under de rådende forholdene i Europa, får den blekgule fargen, som sees på overflaten av satellitten.

Hvis dette saltet kommer fra verdenshavene i Europa, betyr det at de sannsynligvis bærer likhet med de landlige, og med det muligheten for å huse liv.

Disse funnene innebærer ikke nødvendigvis at det er liv i Europa, men hvis bekreftet, har satellitten tilstrekkelige forutsetninger for å utvikle den.

Det er allerede et NASA-oppdrag kalt Europa Clipper, som for tiden er under utvikling og kan lanseres i løpet av de neste årene.

Blant målene er studien av overflaten til Europa, geologien til satellitten og dens kjemiske sammensetning, samt bekreftelsen av eksistensen av havet under jordskorpen. Vi må vente litt lenger for å finne ut av det.

referanser

1. BBC. Hvorfor er Jupiters isete måne Europa den beste kandidaten til å finne utenomjordisk liv i solsystemet? Gjenopprettet fra: bbc.com.
2. Eales, S. 2009. Planeter og planetariske systemer. Wiley-Blackwell.
3. Kutner, M. 2003. Astronomi: et fysisk perspektiv. Cambridge University Press.
4. Pasachoff, J. 2007. The Cosmos: Astronomy in the new Millennium. Tredje utgave. Thomson-Brooks / Cole.
5. Seeds, M. 2011. Solar System. Syvende utgave. Cengage Learning.
6. Wikipedia. Europa (måne). Gjenopprettet fra: en.wikipedia.org.
7. Wikipedia. Europa Clipper. Gjenopprettet fra: es.wikipedia.org.