Európa | |
---|---|
Műhold | |
| |
Más nevek | Jupiter II |
Felfedezés [1] | |
Felfedező | Galileo Galilei |
A felfedezés helye | Padovai Egyetem , Olaszország |
nyitás dátuma | 1610. január 8 |
Pályajellemzők [2] | |
Periovy | 664 792 km |
Apoiovy | 677 408 km |
főtengely ( a ) | 671 100 km |
Orbitális excentricitás ( e ) | 0,0094 |
sziderikus időszak | 3551 földi nap |
Keringési sebesség ( v ) | 13,740 km/s |
dőlés ( i ) | 0,466° a Jupiter egyenlítőjéhez képest; 1,79° az ekliptikához képest |
Kinek a műholdja | Jupiter |
Fizikai jellemzők [2] [3] | |
Közepes sugár | 1560,8±0,5 km |
Nagy kör kerülete | 9807±3 km |
Felületi terület ( S ) | 30,61 millió km² |
kötet ( V ) | 15,93 milliárd km³ |
Tömeg ( m ) | 4,8017⋅10 22 kg [4] |
Átlagsűrűség ( ρ ) _ | 3,014±0,05 g/cm³ [4] |
Gravitációs gyorsulás az egyenlítőn ( g ) | 1,315 m/s² |
Második menekülési sebesség ( v 2 ) | 2,026 km/s |
Forgási periódus ( T ) | szinkronizált (az egyik oldalon a Jupiter felé fordulva) |
Tengelydőlés | valószínűleg 0,1° körül van [5] |
Albedo |
0,67±0,03 ( geometriai ) |
Látszólagos nagyságrend |
5,29±0,02 m ( ellenállásban ) |
Hőfok | |
Egy felületen |
50 K (a sarkokon) – 110 K (az egyenlítőn) [4] |
Légkör | |
Légköri nyomás | 0,1 µPa vagy 10–12 atm [6] |
Összetett: oxigén | |
Médiafájlok a Wikimedia Commons oldalon | |
Információ a Wikidatában ? |
Európa ( ógörögül Ἐυρώπη ), vagy a Jupiter II , a Jupiter hatodik műholdja , a legkisebb a négy galileai műhold közül . Galileo Galilei [1] és valószínűleg Simon Marius fedezte fel 1610-ben . Az évszázadok során egyre átfogóbb megfigyeléseket végeztek Európáról teleszkópok segítségével, majd a huszadik század hetvenes évétől a közelben repülő űrhajókkal.
Méretében kisebb, mint a hold . Az Europa főként szilikát kőzetekből áll, és vasmagot tartalmaz a közepén. A felszín jégből készült, és az egyik legsimább a Naprendszerben; nagyon kevés kráter van , de sok repedés. A felszín könnyen észrevehető fiatalsága és simasága ahhoz a hipotézishez vezetett, hogy alatta egy vízi óceán van, amelyben a mikroszkopikus élet jelenléte sem kizárt [7] . Valószínűleg nem fagy meg az árapály-erők miatt , amelyek időszakos változása miatt a műhold deformálódik, és ennek következtében felmelegszik a belsejében. Ennek köszönhető Európa lemeztektonikára emlékeztető endogén geológiai tevékenysége is [8] . A műhold rendkívül ritka légkörrel rendelkezik, amely főleg oxigénből áll .
Az Európa érdekes jellemzői, különösen a földönkívüli élet kimutatásának lehetősége számos műholdkutatási javaslathoz vezetett [9] [10] . Az 1989-ben kezdődött Galileo űrszonda küldetése szolgáltatta a legtöbb aktuális adatot az Európáról. A NASA 2016-os költségvetésében forrásokat különítettek el az Europa Clipper automata bolygóközi állomás fejlesztésére, amelynek célja az Európa lakhatóságának tanulmányozása, a kilövésre nagy valószínűséggel a 2020-as évek közepén kerül sor [11] [12] . A Jupiter Icy Moon Explorer (JUICE) a tervek szerint 2022-ben indul [13] , hogy tanulmányozza a Jupiter jeges holdjait .
A Jupiter másik három legnagyobb holdjával ( Io , Ganymedes és Callisto ) együtt az Európát Galileo Galilei fedezte fel 1610 januárjában [1] az általa feltalált 20- szoros refraktoros távcső segítségével.
A műhold első megfigyelését Galileo végezte 1610. január 7-ről 8-ra virradó éjszaka a Padovai Egyetemen , de ekkor már nem tudta elválasztani Európát egy másik Jupiter-műholdtól , az Io -tól, és egyetlen objektummal tévesztette össze őket. bejegyzést tett naplójába, amelynek egy töredéke később a Stella Gazette-ben jelent meg [14] .
Galileo Galilei. Stella Gazette :
Ezerhatszáztíz év januárjának hetedik napján, a következő éjszaka első órájában, amikor távcső segítségével figyeltem az égitesteket, a Jupiter megjelent a tekintetemben. Mivel már egy kiváló hangszert készítettem, megtudtam, hogy a Jupitert három csillag kíséri, bár kicsik, de mégis nagyon fényesek... Bár azt hittem, hogy a mozdulatlanok számához tartoznak, mégis meglepődtem rajtuk, hiszen ők pontosan az ekliptikával párhuzamos egyenes vonalban helyezkedtek el, és ragyogóbbak voltak, mint a többi hasonló nagyságrendű.
- 1610. január 7A hibát Galileo másnap este, 1610. január 8-tól fedezte fel (ezt a dátumot hagyta jóvá az IAU Európa felfedezésének dátumaként) [1] . Az Európa és más galilei műholdak felfedezését Galilei jelentette be "Sidereus Nuncius" című munkájában 1610 márciusában [15] , ahol " Medici bolygóknak " nevezte el őket (védnöke után), és római számokkal jelölte őket.
Simon Marius német csillagász 1614-ben megjelent Mundus Jovialis című művében azt állította, hogy már 1609-ben megfigyelte az Iót és a Jupiter más holdjait, egy héttel azelőtt, hogy Galilei felfedezte őket. Galilei kétségeinek adott hangot ezen állítások hitelességével kapcsolatban, és Marius munkáját plágiumnak minősítette. Az első feljegyzett Mária-megfigyelés a Julianus-naptár szerint 1609. december 29-én kelt, ami a Galilei által használt Gergely-naptár 1610. január 8-ának felel meg [16] .
Az "Európa" nevet Simon Marius adta 1614-ben, és még korábban javasolta Johannes Kepler [17] [18] . A műhold az ókori görög mitológia szereplőjéről kapta a nevét - Tírusz föníciai király lányáról, Zeusz ( Jupiter ) szerelméről. Feltehetően a föníciai szóból ezt a nevet "naplementének" fordítják [19] .
Az „Európa” nevet azonban, akárcsak a Marius által más galileai műholdakra javasolt nevek, gyakorlatilag csak a 20. század közepén használták [20] . Aztán általánossá vált (bár a csillagászok támogatták Kepler és Mary ötletét, hogy a bolygók műholdait a megfelelő istenhez közel álló emberek nevével nevezzék el egy évszázaddal korábban - miután több műholdat is felfedeztek a Szaturnusz körül [21] ) . A korai csillagászati irodalom nagy része ezeket a holdakat a bolygó nevével, majd egy római számmal (a Galilei által bevezetett rendszer) követte. Konkrétan, az Európát a Jupiter II, vagyis a „Jupiter második holdja” néven ismerték. Az Amalthea 1892-es felfedezésével , amelynek pályája közelebb van a Jupiterhez, az Európa lett a harmadik műhold, 1979-ben pedig a Voyager űrszonda további három belső műholdat fedezett fel. Így a modern adatok szerint az Európa a hatodik műhold a Jupitertől a távolságot tekintve , bár a hagyomány szerint továbbra is "Jupiter II"-nek hívják [20] . Az alábbiakban egy részlet a szövegből, amelyben Simon Marius indokolja a névválasztást:
A Jupiter titkos, sikeres udvarlása miatt három szüzet különösen figyelt fel: Io, Inach folyóisten lánya ; Callisto, Lycaon lánya ; Európa, Agenor lánya ... ezért azt hiszem, nem fogok tévedni, ha az elsőt (műholdat) Io-nak, a másodikat Európának nevezem...
Eredeti szöveg (lat.)[ showelrejt] Inprimis autem celebrantur tres foeminae Virgines, quarum furtivo amore Iupiter captus & potitus est, videlicet Io Inachi Amnis filia: Deinde Calisto Lycaonis, & deniq; Europa Agenoris filia... Itaque non male fecisse videor, si Primus a me vocatur Io. Secundus Europe... - [18]Ugyanakkor a szöveg további részében Marius jelzi, hogy ezeket a neveket Kepler ajánlotta fel neki 1613 októberében.
Több mint fél évszázaddal később, 1676-ban Európa más galileai műholdakkal együtt maga is a tudomány számára jelentős felfedezés tárgyává vált azokban az években. Ole Römer dán csillagász megfigyelte, hogyan tűnnek el időről időre a látómezőből az Európa és más galilei műholdak a Jupiter korongja mögé, és azt tapasztalta, hogy az év során az ilyen fogyatkozások közötti időközök időben eltérőek. Kezdetben azt a hipotézist terjesztették elő, hogy a pályán lévő műholdak forgási sebessége bizonyos periodikussággal változik, de Römer, aki megértette egy ilyen ítélet abszurditását, úgy döntött, hogy más magyarázatot keres, összekapcsolva ezt a fény természetével. Ha a fény végtelen sebességgel terjedne, akkor a Földön rendszeres időközönként fogyatkozások figyelhetők meg egy műholdrendszerben. Ebben az esetben nem számítana a Jupiter megközelítése és eltávolítása a Földről. Ebből Roemer arra a következtetésre jutott, hogy a fény véges sebességgel halad. Ezután a fogyatkozásokat bizonyos idővel az előfordulásuk után kell megfigyelni. Világossá vált, hogy ez az idő közvetlenül függ a fénysebességtől és a Jupiter távolságától. Roemer ezeket az adatokat felhasználva megadta a fénysebesség első becslését, amely 225 ezer km/s értéket kapott, amely különbözik a moderntől - körülbelül 300 ezer km/s [22] .
Az Európa 670 900 km sugarú pályán kering a Jupiter körül, és 3551 földi nap alatt tesz meg egy teljes fordulatot. A műhold pályája csaknem kör alakú ( az excentricitás csak 0,009), és enyhén hajlik a bolygó egyenlítőjének síkjához (0,466°-kal) [2] . Mint minden galilei műhold , az Európát is mindig ugyanaz az oldal fordítja a Jupiter felé (az árapály befogása alatt van ). Ennek az oldalnak a közepén a Jupiter mindig közvetlenül a megfigyelő feje fölött van. Ezen a ponton keresztül húzzuk meg Európa főmeridiánját [23] .
Egyes bizonyítékok azonban arra utalnak, hogy a Hold árapály-záródása nem teljes, forgása pedig kissé aszinkron: az Európa gyorsabban forog, mint ahogy a bolygó körül kering, vagy legalábbis a múltban. Ez a tömeg aszimmetrikus eloszlását jelzi a belsejében, és azt, hogy a jégkérget egy folyadékréteg választja el a kőköpenytől [24] .
Bár az Európa pályájának excentricitása kicsi, ez geológiai aktivitást eredményez. Amikor Európa közeledik a Jupiterhez, az árapály-kölcsönhatásuk felerősödik, és a műhold kissé megnyúlik a bolygó irányában. Fél keringési periódus után az Európa távolodik a Jupitertől, és az árapály-erők gyengülnek, ami lehetővé teszi, hogy ismét kerekebbé váljon. Ráadásul az Európa pályájának excentricitása miatt az árapály domborulatai időszakosan eltolódnak a hosszúságban, és a forgástengelyének dőlésszöge miatt - a szélességben [5] . Az árapály-deformációk nagysága a számítások szerint 1 m-től (ha a műhold teljesen szilárd) 30 m-ig (ha van óceán a kéreg alatt) [4] . Ezek a szabályos deformációk hozzájárulnak az Europa beleinek keveredéséhez és felmelegedéséhez. A hő serkenti a föld alatti geológiai folyamatokat, és valószínűleg lehetővé teszi, hogy a felszín alatti óceán folyékony maradjon [8] [25] . Ennek a folyamatnak az elsődleges energiaforrása a Jupiter tengelye körüli forgása. Energiája az Io keringési mozgásának energiájává alakul át a Jupiteren e műhold által kiváltott árapályokon keresztül, majd pályarezonanciák segítségével átkerül az Európába és a Ganümédeszbe – forgási periódusaik 1:2:4 arányban állnak egymással. Ha nem kölcsönhatásba lépne az Európa más műholdakkal, pályája az árapály-energia disszipációja miatt végül kerek lesz , és a belső tér felmelegedése leállna [25] [26] .
Az Európa valamivel kisebb, mint a Hold . 3122 km-es átmérőjével a hatodik helyen áll a műholdak között , és a tizenötödik helyen a Naprendszer összes objektuma között . Ez a legkisebb galileai hold . Átlagos sűrűsége 3,013 g/cm³ azt jelzi, hogy főként szilikát kőzetekből áll , így összetételében hasonló a földi bolygókéhoz [27] .
Nyilvánvaló, hogy az Európa (valamint más galilei holdak) a Jupitert körülvevő gáz- és porkorongból jött létre [4] [28] [29] . Ez megmagyarázza, hogy ezeknek a műholdaknak a pályája közel van a körhöz, és a pályák sugarai rendszeresen növekszenek [29] . Ez a korong úgy alakulhatott ki a proto-Jupiter körül, hogy a hidrodinamikus összeomlás során eltávolította a proto-Jupiter kezdeti tömegét alkotó gáz egy részét [29] . A korong belső része melegebb volt, mint a külső, ezért a belső műholdak kevesebb vizet és egyéb illékony anyagokat tartalmaznak [4] .
Ha a gáznemű korong elég meleg volt, akkor a túltelített gőzből származó szilárd részecskék , amelyek körülbelül 1 cm-es méretet értek el, meglehetősen gyorsan leülepedhettek a korong középső síkjára [30] . Ezután a Goldreich-Ward gravitációs instabilitási mechanizmus következtében több kilométeres testek kezdenek kialakulni egy vékony kondenzált szilárd anyagrétegből a gáznemű korongban [29] . Valószínűleg a Nap-ködben a bolygók kialakulásához hasonló helyzet miatt a Jupiter holdjai viszonylag gyorsan kialakultak.
Mivel az Europa kevesebb jeget tartalmaz, mint a Jupiter többi nagy műholdja (az Io kivételével), abban a korszakban alakult ki, amikor a jég kondenzációja a műholdak anyagává befejeződött. Tekintsünk két extrém modellt a jégkondenzáció befejezésére. Az első modellben (hasonlóan Pollack és Reynolds modelljéhez) feltételezzük, hogy egy újonnan képződött részecske hőmérsékletét a Napból elnyelt és az űrbe kisugárzott energia egyensúlya határozza meg, és nem veszi fel. figyelembe kell venni a lemez átlátszóságát a közeli infravörös tartományban [29] . A második modell feltételezi, hogy a hőmérsékletet a lemezen belüli konvektív energiaátvitel határozza meg, és figyelembe veszi azt is, hogy a lemez átlátszatlan [29] . Az első modell szerint a jégkondenzáció körülbelül 1-2 Myrrel a Jupiter kialakulása után ért véget, a második modellnél ez az időszak 0,1-0,3 Myr volt (a kb. 240 K kondenzációs hőmérsékletet vesszük figyelembe) [29] .
Európa történelmének hajnalán a hőmérséklete meghaladhatja a 700 K-t, ami olyan illékony anyagok intenzív kibocsátásához vezethet, amelyeket Európa gravitációja nem tudott megtartani [31] [32] . Hasonló folyamat zajlik most is a műholdon: a jég radiolízise során keletkezett hidrogén elszáll, az oxigén pedig visszamarad, vékony légkört képezve. Jelenleg a belső térben a hőleadás mértékétől függően a kéreg több tíz kilométere lehet olvadt állapotban [32] .
Az Európa jobban hasonlít a földihez , mint a többi „jeges hold”, és nagyrészt kőzetekből áll. A műhold külső rétegei (feltehetően 100 km vastag) vízből állnak, részben 10-30 km vastag jégkéreg formájában, részben pedig a vélekedések szerint egy felszín alatti folyékony óceán formájában. Alul sziklák fekszenek, a közepén pedig feltehetően egy kis fémmag található [33] . Az óceán jelenlétének fő jele az Európa mágneses tere, amelyet Galileo fedezett fel . Mindig a Jupiter ellen irányul (bár az utóbbi Európa pályájának különböző részein eltérően irányul). Ez azt jelenti, hogy a Jupiter mágneses tere által az Európa beleiben indukált elektromos áramok hozzák létre . Ezért van egy jó vezetőképességű réteg – nagy valószínűséggel egy sós víz óceánja [4] . Az óceán létezésének másik jele annak a jele, hogy az Európa kérge valamikor 80°-ot elmozdult a belső térhez képest, ami nem lett volna lehetséges, ha szorosan egymás mellett helyezkednek el [34] .
Az Európa felszíne az egyik legegyenletesebb a Naprendszerben [35] , csak néhány dombszerű képződménynek van akár több száz méteres magassága. A műhold magas albedója - körülbelül 0,65 [3] [36] - azt jelzi, hogy a felszíni jég viszonylag tiszta, ezért fiatal (úgy tartják, minél tisztább a jég a "jégműholdak" felszínén, annál fiatalabb). ez). Az Európa felszínének természete kis léptékben továbbra is tisztázatlan, mivel az Európa felszínéről készült legrészletesebb kép (amelyet a Galileo űrszonda készített 560 km-es magasságból 1997. december 16-án) csak 6 m/pixel felbontású . További 15 kép 9-12 m/pixel felbontású. Európa egyik tudományos szempontból legérdekesebb területének, a Tera foltok ( lat. Thera Macula ) képének felbontása pixelenként 220 m. A részletesebb képek legkorábban 2030 decemberében készülnek el, amikor is a JUICE űrszonda két alkalommal repül majd Európa körül 400-500 km-es magasságban.
A műhold felszínén leggyakrabban a következő geostruktúrák találhatók:
A kráterek száma csekély (csak körülbelül 40 nevezett kráter van, amelyek átmérője meghaladja az 5 km -t [37] ), ami a felszín relatív fiatalságát jelzi [36] [38] - 20-180 Ma [39] . Következésképpen Európa magas geoaktivitással rendelkezik. Ugyanakkor a Voyagers és a Galileo fényképeinek összehasonlítása nem tárt fel észrevehető változást 20 év alatt [4] . Jelenleg a tudományos közösségben nincs teljes konszenzus arról, hogyan alakultak ki az Európa felszínén megfigyelt vonások [40] .
Európa felszíne földi mércével mérve nagyon hideg - 150-190 °C a nulla alatt. A sugárzás szintje nagyon magas, mivel a műhold pályája áthalad a Jupiter erőteljes sugárzási övén . A napi dózis körülbelül 540 rem (5,4 Sv ) [41] – majdnem egymilliószor több, mint a Földön. Egy ilyen dózis elegendő ahhoz, hogy sugárbetegséget okozzon az emberekben, beleértve a súlyos formát is [42] .
SorokAz Európa teljes felületét sok egymást metsző vonal tarkítja. Ezek a jégkéreg hibái és repedései. Némelyikük szinte teljesen körülveszi Európát. A repedések rendszere számos helyen hasonlít a Föld Jeges -tengerének jégtakarójának repedéseire [43] .
Valószínű, hogy az Európa felszíne fokozatos változásokon megy keresztül - különösen új törések alakulnak ki. Szélességük néha meghaladja a 20 km-t, szélük gyakran sötét, elmosódott, hosszanti barázdákkal és középen világos csíkokkal rendelkeznek [44] . A közelebbi vizsgálat azt mutatja, hogy egyes repedések szélei egymáshoz képest eltolódnak, és a felszín alatti folyadék valószínűleg időnként a repedések mentén emelkedett fel.
A legvalószínűbb hipotézis szerint ezek a vonalak az Európa kéreg megnyúlásának és megrepedésének az eredménye, és a törések mentén alulról felhevült jég jött ki a felszínre [45] . Ez a jelenség a Föld óceáni gerincein való terjedésre emlékeztet . Úgy gondolják, hogy ezek a repedések a Jupiter árapály-erőinek hatására jelentek meg. Mivel az Európa árapály-zárlatban van , a repedésrendszert a bolygó irányához képest meghatározott és kiszámítható módon kell orientálni. Azonban csak a viszonylag fiatal hibákat irányítják így. A többit másképp irányítják, és minél idősebbek, annál nagyobb ez a különbség. Ez azzal magyarázható, hogy az Európa felszíne gyorsabban forog, mint a belseje: a Hold jeges kérge, amelyet folyékony vízréteg választ el a belsejétől, a Jupiter gravitációja hatására a maghoz képest gördül [4] [46 ] ] . A Voyager és a Galileo fényképeit összehasonlítva a tudósok arra a következtetésre jutottak, hogy a külső jégkéreg teljes forradalma a műhold belsejéhez képest legalább 12 000 évig tart [47] .
RidgesAz Europa hosszú kettős hatótávolsággal rendelkezik [48] ; lehetséges, hogy jégnövekedés következtében alakulnak ki a nyitó és záró repedések szélei mentén [49] .
Gyakran vannak hármas gerincek is [50] . Először az árapály-deformációk hatására repedés képződik a jéghéjban, melynek szélei felmelegítik a környező teret. A belső rétegek viszkózus jege kitágítja a repedést, és annak mentén felemelkedik a felszínre, széleit oldalra és felfelé hajlítva. A viszkózus jég felszínre való kilépése képezi a központi gerincet, a repedés ívelt élei pedig az oldalsó gerinceket. Ezeket a folyamatokat felmelegedés kísérheti, egészen a helyi területek olvadásáig és a kriovulkanizmus lehetséges megnyilvánulásaiig .
Lenticulae ("szeplők")A felszínen viszonylag kisméretű sötét foltok csoportjait találták, amelyeket "szeplőknek" ( lat. lenticulae ) [51] becéztek - domború és homorú képződmények, amelyek a lávakitöréshez hasonló folyamatok eredményeként alakulhattak ki (belső erők hatására " meleg", puha jég felfelé mozdul a felszíni kéreg aljáról, és a hideg jég leülepszik, lesüllyed; ez egy újabb bizonyíték a folyékony, meleg óceán jelenlétére a felszín alatt). Az ilyen képződmények teteje hasonló a környező síkság szakaszaihoz. Ez azt jelzi, hogy a "szeplők" ezen síkságok helyi felemelkedése során keletkeztek [52] . Vannak kiterjedtebb, szabálytalan alakú sötét foltok [53] is, amelyek feltehetően az óceánok árapálya hatására a felszín olvadása vagy a felszínre kerülő viszkózus jég eredményeként jöttek létre. Így a sötét foltok felhasználhatók a belső óceán kémiai összetételének megítélésére, és esetleg a jövőben annak tisztázására, hogy létezik -e benne élet .
Az egyik hipotézis azt állítja, hogy a "szeplők" a külső kéreg hideg jegén áthatoló, felforrósodott jégből készült diapirok hatására jöttek létre (hasonlóan a földkéregben lévő magmakamrákhoz ) [52] . A "szeplők" szaggatott kupacait (úgynevezett káosz , például Connemara káosz ) a kéreg sok kis töredéke alkotja, amelyek viszonylag sötét anyagban vannak, és a befagyott tengerben megfagyott jéghegyekhez hasonlíthatók [54] .
Egy alternatív hipotézis szerint a szeplők kis kaotikus területek, a látható gödrök, foltok és kupola alakú duzzanatok pedig nem létező tárgyak, amelyek a korai kis felbontású Galileo-képek félreértelmezése miatt jelentek meg [55] [56] .
2015-ben a NASA tudósai kísérletileg kimutatták, hogy az Európa felszínén található számos sötét folt a jég alatti óceánból származó tengeri só lehet, amely kemény ionizáló sugárzásnak volt kitéve [57] [58] . 2019-ben a csillagászok a Hubble-teleszkóp STIS-spektrométerét (Space Telescope Imaging Spectrograph) használva megerősítették a tudósok hipotézisét: a készülék 450 nm-es hullámhosszon erős abszorpciót észlelt az Európa felszínén Tara és Powys geológiailag fiatal régióiban. ami nagy energiájú elektronokkal besugárzott nátrium-klorid jelenlétét jelzi [59] [60] .
Egyéb geológiai szerkezetekA műhold felületén meghosszabbított széles csíkok vannak, amelyeket párhuzamos hosszanti hornyok sora borít. A csíkok közepe világos, a széle pedig sötét és elmosódott. A sávok feltehetően a repedések mentén sorozatos kriovulkánkitörések eredményeként jöttek létre. Ugyanakkor a sávok sötét szélei gázok és kőzetdarabok felszínre kerülése következtében alakulhattak ki. Léteznek egy másik típusú sávok [61] , amelyekről azt feltételezik, hogy két felszíni lemez "eltérése" következtében alakultak ki, a repedés további feltöltődése során a műhold belsejéből származó anyaggal.
A felszín egyes részeinek domborműve arra utal, hogy itt egykor elolvadt a jég, jégtáblák, jéghegyek úsztak a vízben. Látható, hogy a jégtáblák (ma már a jégfelületbe fagytak) korábban egyek voltak, de aztán szétváltak és megfordultak. Egyes hullámos felületű területek [62] valószínűleg a jéghéj összenyomódása következtében alakultak ki.
Az Európa domborzatának figyelemre méltó sajátossága a Puyle ütközési kráter [63] , amelynek középső dombja magasabb, mint a gyűrűs gerinc [64] . Ez azt jelezheti, hogy viszkózus jég vagy víz távozik egy aszteroida által áttört lyukon keresztül.
Az Európa felszínének fenti jellemzői közvetlenül vagy közvetve azt jelzik, hogy a jégkéreg alatt folyékony óceán található. A legtöbb tudós azt feltételezi, hogy az árapályok által termelt hő hatására keletkezett [ 4] [65] . A radioaktív bomlás miatti felmelegedés, amely szinte megegyezik a földivel (kőzetkilogrammonként), nem tudja elég erősen felmelegíteni az Európa beleit, mert a műhold sokkal kisebb. Az Európa felszíni hőmérséklete átlagosan 110 K (-160 °C; -260 °F) az egyenlítőn, és csak 50 K (-220 °C; -370 °F) a sarkokon, ami nagy szilárdságot ad a felszíni jégnek . 4] . Az első utalás a felszín alatti óceán létezésére az árapály-melegedés elméleti vizsgálatának eredménye volt ( az Európa pályájának excentricitásának és a galileai hold többi részének pályarezonanciájának következményei) . Amikor a Voyager és a Galileo űrszonda képeket készített az Európáról (és a második megmérte a mágneses terét is), a kutatók új jeleket kaptak ennek az óceánnak a jelenlétéről [65] . A legszembetűnőbb példa az Európa felszínén gyakran előforduló „ kaotikus régiók”, amelyeket egyes tudósok olyan helyekként értelmeznek, ahol a felszín alatti óceán egykor megolvasztotta a jégkérget. De ez az értelmezés erősen ellentmondásos. Az Európát tanulmányozó bolygókutatók többsége a "vastag jég" modell felé hajlik, amelyben az óceán ritkán (ha egyáltalán) tárta fel közvetlenül a modern felszínt [66] . A jéghéj vastagságára vonatkozó becslések néhány kilométertől több tíz kilométerig terjednek [67] .
A "vastag jég" modell legjobb bizonyítéka a nagy Európa - kráterek tanulmányozása. Közülük a legnagyobbakat koncentrikus gyűrűk veszik körül, és lapos aljúak. Valószínűleg viszonylag friss a jég borítója – a jégkérget áttörő becsapódás után tűnt fel. Ez és az árapály által termelt hőmennyiség becsült mennyisége alapján kiszámítható, hogy a szilárd jégkéreg vastagsága körülbelül 10-30 km, beleértve a hajlékony "meleg jég" réteget. Ekkor a folyékony felszín alatti óceán mélysége elérheti a 100 km -t [39] , térfogata pedig 3⋅10 18 m³, ami kétszerese a Föld világóceánjának térfogatának .
A „vékony jég” modell azt sugallja, hogy Európa jégtakarója csak néhány kilométer vastag lehet. A legtöbb tudós azonban arra a következtetésre jutott, hogy ez a modell csak az Európa kéreg legfelső rétegeit veszi figyelembe, amelyek a Jupiter árapályának hatására rugalmasak és mozgékonyak, nem pedig a jeges kéreg egészét. Az egyik példa a kihajlási elemzés, amelyben a műhold kérgét síkként vagy gömbként modellezik, súlyozzák és meghajlítják nagy terhelés hatására. Ez a modell azt feltételezi, hogy a külső rugalmas jégkéreg vastagsága akár 200 m is lehet, ami azt jelenti, hogy a felszín alatti folyadék nyitott barázdákon keresztül folyamatosan érintkezik a felülettel, ami kaotikus régiók kialakulását okozza [67] .
2012 szeptemberében a Károly Egyetem (Prága, Csehország) tudósainak egy csoportja az Európai Bolygókongresszuson, az EPSC bejelentette, hogy a viszonylag vékony jégtakaróval rendelkező területek meglehetősen ritka és rövid életű jelenségnek számítanak: alig tízezrek alatt nőnek be. év [68] .
2008 végén felmerült az a hipotézis, hogy a folyékony óceánját fenntartó Európa belsejének felmelegedésének fő oka nem pályája megnyúlása , hanem tengelyének dőlése . Ennek eredményeként a Jupiter árapály hatása alatt Rossby hullámok keletkeznek , amelyek nagyon lassan mozognak (naponta több kilométert), de jelentős mozgási energiát hordozhatnak. Az Europa axiális dőlése kicsi és nem pontosan ismert, de van okunk azt gondolni, hogy eléri a 0,1°-ot. Ebben az esetben ezeknek a hullámoknak az energiája eléri a 7,3⋅10 17 J értéket, ami 2000-szer nagyobb, mint a fő árapálydeformációké [69] [70] . Ennek az energiának a disszipációja lehet az Európa-óceán fő hőforrása.
A Galileo űrszonda felfedezte, hogy az Europa gyenge mágneses nyomatékkal rendelkezik, amit a külső mágneses tér változásai okoznak (mivel a Jupiter mezője a műhold pályájának különböző részein eltérő). Az Európa mágneses mezőjének indukciója a mágneses egyenlítőjénél körülbelül 120 nT . Ez 6-szor kevesebb, mint a Ganümédészé , és hatszor több, mint Kallistóé [71] . Számítások szerint ezeken a műholdakon a folyékony réteg mélyebben kezdődik és jóval nulla alatti hőmérsékletű (miközben a víz a nagy nyomás miatt folyékony állapotban marad). A váltakozó mágneses tér létezéséhez erősen elektromosan vezető anyagból álló rétegre van szükség a műhold felszíne alatt, ami további bizonyítéka a nagy, folyékony halmazállapotú sós vizű felszín alatti óceánnak [33] .
A felszínen lévő sötét vonalak és foltok spektrális elemzése sók, különösen magnézium-szulfát ("epsom-só") jelenlétét mutatta ki [72] . A vöröses árnyalat vas- és kénvegyületek jelenlétére is utal [73] . Nyilvánvalóan az Európa-óceánban találhatók, és réseken keresztül kilökődnek a felszínre, majd megfagynak. Emellett hidrogén-peroxid és erős savak nyomait is találták (például fennáll annak a lehetősége, hogy a műhold kénsav- hidrátot tartalmaz ) [74] .
Vízgőz kibocsátása2013 márciusában a California Institute of Technology tudósai azt feltételezték, hogy az Európa szubglaciális óceánja nincs elszigetelve a környezettől, és gázokat és ásványokat cserél a felszínen lévő jéglerakódásokkal, ami a műhold vizeinek viszonylag gazdag kémiai összetételére utal. Ez azt is jelentheti, hogy az óceánban energia raktározódhat, ami nagymértékben növeli az élet létrejöttének esélyét. A tudósok arra a következtetésre jutottak, hogy tanulmányozták Európa infravörös spektrumát (1,4-2,4 mikron hullámhossz-tartományban) a Hawaii Keck Obszervatórium OSIRIS spektroszkópjával . A kapott spektrogramok felbontása körülbelül 40-szer nagyobb, mint a Galileo szonda NIMS infravörös spektrométerével az 1990-es évek végén kapott spektrogramoké. Ez a felfedezés azt jelenti, hogy az Európa-óceán kontaktus-kutatása technológiailag jelentősen leegyszerűsíthető – a jégkéreg több tíz kilométeres mélységű fúrása helyett elég (mint a Szaturnusz Enceladus holdja esetében ) egyszerűen mintát venni a jégkéreg azon részéből. az óceánnal érintkező felszín [75] [76] [77] . Az Európai Űrügynökség 2022-ben felbocsátására tervezett JUICE orbitális szondája 2030 decemberében két alkalommal is átrepíti Európát, amelyek során 9 km-es mélységig pásztázza a műhold felszínét, és spektrális elemzést végez a kiválasztott felszínen. területeken.
Vízgőz-kibocsátásra utaló jeleket észleltek Európa déli sarki régiójában. Ez valószínűleg a jeges kéreg repedéseiből kitörő gejzírek tevékenységének az eredménye. Számítások szerint ~700 m/s sebességgel repül ki belőlük a gőz akár 200 km magasságig, ami után visszaesik. A gejzírek aktivitása Európa Jupitertől való legnagyobb távolságában maximális. A felfedezést a Hubble Teleszkóp 2012 decemberében végzett megfigyelései alapján tették [78] . A máskor készült fényképeken nincs nyoma a gejzíreknek: láthatóan ritkák [79] . Nem ismert, hogy milyen mélységből történik a kibocsátás; lehetséges, hogy nem kapcsolódnak Európa bélrendszeréhez, és a jégrétegek egymáshoz való súrlódásából származnak. Európán kívül hasonló gejzírek ismertek az Enceladuson . De az Enceladus gejzíreivel ellentétben az Europa gejzírei tiszta vízgőzt bocsátanak ki, jég és por keveréke nélkül [80] [81] . Az Europa gejzíreinek rögzített teljesítménye elérte az 5 tonnát másodpercenként, ami 25-ször több, mint az Enceladuson [82] .
2016. szeptember 26-án a NASA bejelentette, hogy a Hubble-teleszkóp segítségével újra felfedezték azokat a gejzíreket, amelyeket 2014-ben rögzítettek az UV-tartományban az Európa Jupiter korongon való áthaladása során (exobolygó-detektálási módszert alkalmaztak) [83] . A Hubble összesen 10-szer rögzítette az Európa áthaladását a Jupiter korongján, és közülük 3-ban 160-200 km magas vízcsóvát találtak a műhold déli sarkának vidékén. A kibocsátás mennyisége és a gejzírek eredete továbbra is tisztázatlan - vagy közvetlenül Európa szubglaciális óceánjából törnek ki, vagy a műhold több kilométeres kérgében, a fő óceántól elszigetelt polinyákban alakulnak ki.
2021. szeptember 13-án a Geophysical Research Letters folyóiratban bolygótudósok egy csoportja Lorenz Roth vezetésével megjelentette az "A Stable H 2 O Atmosphere on Europa's Trailing Hemisphere From HST Images" [84] című cikket , amelyben a tudósok megerősítik a jelenlétet. vízgőz Európa ritka légkörében, de csak a fordított féltekén; a félteke felett, amelyben a műhold előrehalad a pályáján, nem észleltek vízgőzt. Ennek az aszimmetriának a természete még mindig nem tisztázott. A következtetések az Európára vonatkozó megfigyelési adatok Hubble STIS spektrográf segítségével 1999-ben, 2012-ben, 2014-ben és 2015-ben végzett elemzésének eredményein alapulnak. Ugyanazt a technikát alkalmazták, mint korábban a vízgőz keresésére a Ganümédesz légkörében [85] [86] .
A Hubble Űrteleszkóp műszereinek részét képező Goddard nagyfelbontású spektrográf 1995-ben végzett megfigyelései során kiderült, hogy Európa ritkított légköre elsősorban molekuláris oxigénből (O 2 ) áll, amely a jég hidrogénné és oxigénné bomlásakor keletkezik. a napsugárzás és más kemény sugárzás hatása (ilyen alacsony gravitáció mellett könnyű hidrogén szökik ki az űrbe) [87] [88] . Ezenkívül atomi oxigén és hidrogén vonalakat találtak ott [82] . Az Európa felszínén a légköri nyomás megközelítőleg 0,1 μPa (de legfeljebb egy mikropascal), vagyis 10 12 -szer alacsonyabb, mint a földi nyomás [6] . A Galileo ultraibolya spektrométer és a Hubble teleszkóp megfigyelései azt mutatták, hogy az Europa légkör integrálsűrűsége mindössze 10 18 −10 19 molekula négyzetméterenként [82] . 1997-ben a Galileo űrszonda megerősítette egy ritkított ionoszféra (a légkör töltött részecskék felső rétege) jelenlétét az Európán, amelyet a napsugárzás és a Jupiter magnetoszférájából származó töltött részecskék hoztak létre [89] [90] . Az Európa légköre nagyon változó: sűrűsége a talajon elfoglalt helyzettől és a megfigyelés időpontjától függően jelentősen változik [82] .
A Föld légkörében lévő oxigéntől eltérően az Európa oxigénje nem biológiai eredetű. A légkör a felszíni jég radiolízisével ( molekuláinak lebomlása sugárzás hatására) jön létre [91] . A nap ultraibolya sugárzása és a Jupiter magnetoszférájából származó töltött részecskék (ionok és elektronok) ütköznek Európa jeges felszínével, és a vizet oxigénre és hidrogénre hasítják. Részben adszorbeálódnak a felületen, részben pedig elhagyják azt, létrehozva a légkört [92] . A molekuláris oxigén a légkör fő összetevője, mivel hosszú élettartammal rendelkezik. A felülettel való ütközés után annak molekulája nem marad rajta (mint egy víz vagy hidrogén-peroxid molekula ), hanem visszarepül a légkörbe. A molekuláris hidrogén gyorsan elhagyja Európát, mivel meglehetősen könnyű, és ilyen alacsony gravitáció mellett az űrbe szökik [93] [94] .
A megfigyelések azt mutatták, hogy a radiolízis során keletkezett molekuláris oxigén egy része még mindig a felszínen marad. Feltételezhető, hogy ez az oxigén bejuthat az óceánba (a jégrétegeket keverő geológiai jelenségek miatt, valamint repedéseken keresztül), és hozzájárulhat ott feltételezett biológiai folyamatokhoz [95] . Egy becslés szerint 0,5 milliárd év alatt (az Európa felszíni jegének becsült maximális kora) az óceán oxigénkoncentrációja elérheti a Föld óceáni mélységében lévő koncentrációjához hasonló értékeket [96] . Más számítások szerint ehhez mindössze néhány millió év elegendő [97] .
Az Európából kiszabaduló molekuláris hidrogén az atomi és molekuláris oxigénnel együtt gáz tóruszt (gyűrűt) képez a műhold pályája mentén. Ezt a "semleges felhőt" a Cassini és a Galileo is felfedezte . A részecskék koncentrációja benne nagyobb, mint egy hasonló Io felhőben . A modellezés azt mutatja, hogy az Európa gáznemű tóruszában gyakorlatilag minden atom vagy molekula végül ionizálja és feltölti a Jupiter magnetoszférikus plazmáját [98] .
Ezenkívül nátrium- és káliumatomokat mutattak ki az Európa légkörében spektroszkópiai módszerekkel . Az első 25-ször több, mint a második (az Io légkörében - 10-szer, a Ganymedes légkörben pedig egyáltalán nem észlelték). A nátriumsugárzás 20 Európa sugarú távolságig követhető. Valószínűleg ezeket az elemeket a műhold jeges felszínén lévő kloridokból veszik, vagy meteoritok vitték oda [99] .
Az 1970-es évekig az emberiség úgy gondolta, hogy az élet létezése egy égitesten teljes mértékben a napenergiától függ. A Föld felszínén lévő növények a napfényből nyernek energiát, oxigént szabadítanak fel a cukor fotoszintézisének folyamata révén a szén- dioxidból és a vízből, majd az oxigént lélegző állatok megehetik őket, energiájukat továbbítva a táplálékláncon . A mély óceánban, amely jóval a napsugarak hatóköre alatt van , úgy gondolták, hogy a felszínről lehulló szerves törmelékkel való táplálkozástól vagy az állatok evésétől függ, ami viszont a napenergiához kapcsolódó tápanyagok áramlásától függ . 100] .
Azonban 1977-ben, a Galápagos-hasadékhoz a mélytengeri Alvin víz alatti merülés során a tudósok hasadékok , puhatestűek , rákfélék és más lények kolóniáit fedezték fel a víz alatti vulkáni hidrotermikus nyílások körül . Ezeket a forrásokat " fekete dohányzóknak " nevezik, és az óceánközépi gerincek tengelye mentén helyezkednek el [100] . Ezek a lények annak ellenére virágoznak, hogy nem jutnak napfényhez, és hamarosan kiderült, hogy meglehetősen elszigetelt táplálékláncot alkottak (azonban kívülről oxigénre volt szükségük). A növények helyett ennek a táplálékláncnak az alapját a kemoszintetikus baktériumok képezik , amelyek a Föld beléből származó hidrogén vagy kénhidrogén oxidációjából nyernek energiát . Az ilyen ökoszisztémák megmutatták, hogy az élet csak gyengén függhet a Naptól, ami fontos felfedezés volt a biológia számára.
Ezenkívül új távlatokat nyitott az asztrobiológia előtt, növelve a földönkívüli életre alkalmas ismert helyek számát. Mivel a víz folyékony halmazállapotát az árapály melegítése (nem pedig a napfény) tartja fenn, a megfelelő feltételek a „klasszikus” lakható zónán kívül, sőt a csillagoktól távol is megteremthetők [101] .
Manapság az Európát a Naprendszer egyik fő helyének tekintik, ahol lehetséges a földönkívüli élet [102] . Élet létezhet a felszín alatti óceánban, olyan környezetben, amely valószínűleg hasonló a Föld mélytengeri hidrotermális nyílásaihoz vagy az Antarktiszi Vosztok -tóhoz [103] . Talán ez az élet hasonló a mikrobiális élethez a Föld óceáni mélyén [104] [105] . Jelenleg az Európán élet létezésére utaló jeleket nem találtak, de a folyékony víz valószínű jelenléte arra ösztönöz, hogy kutatóexpedíciókat küldjenek oda közelebbi tanulmányozás céljából [106] .
A Riftia és más többsejtű eukarióta organizmusok a hidrotermális szellőzőnyílások körül oxigént lélegeznek be, és így közvetve függenek a fotoszintézistől. De az ezekben az ökoszisztémákban élő anaerob kemoszintetikus baktériumok és archeák az Európa-óceánok életének lehetséges modelljét mutatják [96] . Az árapály-deformáció által generált energia aktív geológiai folyamatokat serkent a műhold beleiben. Ráadásul Európát (a Földhöz hasonlóan) radioaktív bomlás melegíti fel, de ez több nagyságrenddel kevesebb hőt ad [107] . Ezek az energiaforrások azonban nem képesek fenntartani egy olyan nagy és változatos ökoszisztémát, mint a Földé (fotoszintézis alapján) [108] . Az Európán élet létezhet az óceán fenekén lévő hidrotermikus szellőzőnyílások közelében, vagy a tengerfenék alatt (ahol endolitok élnek a Földön ). Ezen túlmenően, élő szervezetek létezhetnek úgy, hogy belülről megtapadnak a hold jéghéjában, például hínárok és baktériumok a Föld sarki régióiban, vagy szabadon lebeghetnek az Európa-óceánban [109] .
Ha azonban az Európa-óceán túl hideg, ott a földihez hasonló biológiai folyamatok nem játszódnak le. Ha túl sós, akkor ott csak a halofilek maradhatnak fenn [109] . 2009-ben az Arizonai Egyetem professzora, Richard Greenberg kiszámította, hogy az Európa óceánjaiban lévő oxigén mennyisége elegendő lehet a fejlett élet fenntartásához. A kozmikus sugarak által a jégbomlás során keletkező oxigén behatolhat az óceánba, amikor a jégrétegek geológiai folyamatok során keverednek, valamint a műhold kérgének repedésein keresztül. Greenberg becslése szerint ezzel a folyamattal az Európa óceánjai néhány millió éven belül magasabb oxigénkoncentrációt érhettek volna el, mint a Föld óceánjai. Ez lehetővé tenné Európa számára, hogy ne csak a mikroszkopikus anaerob életet támogassa , hanem a nagy aerob szervezeteket is , például halakat [97] . A legóvatosabb becslések szerint Greenberg úgy véli, hogy az óceán oxigénszintje félmillió év alatt elérheti azt a koncentrációt, amely elegendő a rákfélék földi létezéséhez, és 12 millió év múlva - a nagy életformák számára. Figyelembe véve az Európa alacsony hőmérsékletét és a magas nyomást, Greenberg azt javasolta, hogy a műhold óceánja sokkal gyorsabban telítődik oxigénnel, mint a földi [110] . A mikroorganizmusok Greenberg javaslata szerint meteoritokkal együtt juthatnak a Jupiter holdjának felszínére [111] .
2006-ban Robert T. Pappalardo , a Colorado Boulder Egyetem Légkör- és Űrfizikai Laboratóriumának (LASP) adjunktusa a következőket mondta:
Rengeteg időt és erőfeszítést fordítottunk arra, hogy kiderítsük, lakott volt-e valaha a Mars. Talán ma Európában a legélhetőbb környezet. Ezt meg kell erősítenünk... de Európában valószínűleg minden hozzávaló megvan az élethez... és nem csak négymilliárd évvel ezelőtt... hanem ma is.
Eredeti szöveg (angol)[ showelrejt] Elég sok időt és erőfeszítést töltöttünk azzal, hogy megértsük, a Mars valaha lakható környezet volt-e. Az Európa ma valószínűleg lakható környezet. Ezt meg kell erősítenünk… de Európa potenciálisan minden összetevővel rendelkezik az élethez… és nem csak négymilliárd évvel ezelőtt… hanem ma is. - [10]Ugyanakkor számos tudós úgy véli, hogy az Európa-óceán meglehetősen "maró folyadék", amely kedvezőtlen az élet fejlődésére [112] .
Az Astrobiology folyóirat 2012. februári számában megjelent egy cikk, amelyben azt a hipotézist fogalmazták meg, hogy szénélet nem létezhet az Európa-óceánban. Matthew Pasek és munkatársai a Dél-Floridai Egyetemről az Európa felszíni rétegének összetételére és az oxigénnek a jég alatti óceánba való diffúziójának sebességére vonatkozó adatok elemzése alapján arra a következtetésre jutottak, hogy a kénsav koncentrációja túl magas. és az óceán alkalmatlan az életre. Az Európa-óceánban a kénsav a hold belsejében található kéntartalmú ásványok, elsősorban fém-szulfidok oxigén általi oxidációja eredményeként jön létre. A cikk szerzőinek számításai szerint a jég alatti óceán vizének pH-értékének savassági indexe 2,6 egység - ez megközelítőleg megegyezik a száraz vörösbor pH - indexével . [113] A szén élete ilyen környezetben az asztrobiológusok szerint rendkívül valószínűtlen [114] . A California Institute of Technology tudósainak 2013 márciusában közzétett megállapításai szerint azonban az Európa-óceán nem kénben és szulfátokban gazdag, hanem klórban és kloridokban (különösen nátrium- és kálium-kloridokban), ami hasonlóvá teszi. a szárazföldi óceánokhoz. Ezeket a következtetéseket a Hawaii Keck Obszervatórium OSIRIS spektrométerével nyert adatokból vonta le, amely sokkal nagyobb felbontású, mint a Galileo NIMS spektrométere (amely nem tudott különbséget tenni a sók és a kénsav között). A kénvegyületeket főként az Európa rabszolga féltekén találták meg (amelyet az Io vulkánjaiból kilökődő részecskék bombáznak ). Így az Európán található kén kívülről kerül oda, és ez azt a korábbi hipotézist támasztja alá, hogy az óceánban túl magas a kénsav koncentrációja, ezért az életre alkalmatlan [75] [76] [77] .
2013 áprilisának elején a California Institute of Technology tudósai arról számoltak be, hogy nagy hidrogén-peroxid - tartalékokat találtak az Európában, amely potenciális energiaforrás az extremofil baktériumok számára , amelyek elméletileg a Hold szubglaciális óceánjában élhetnek. A Hawaii Keck Obszervatórium Keck II teleszkópjával végzett vizsgálatok eredményei szerint Európa vezető féltekén a hidrogén-peroxid koncentrációja elérte a 0,12%-ot (20-szor kevesebb, mint a gyógyszertári peroxidé). Az ellenkező féltekén azonban szinte nincs peroxid. A tudósok úgy vélik, hogy az oxidálószerek (köztük a hidrogén-peroxid) fontos szerepet játszhatnak az élő szervezetek energiaellátásában. A Földön az ilyen anyagok elérhetősége nem kis mértékben hozzájárult az összetett többsejtű élet kialakulásához [115] .
2013-ban a Galileo infravörös képeinek 1998-as új feldolgozása eredményeként agyagásványok - filoszilikátok jelenlétére utaló jeleket találtak az Europa-on . Egy 30 km-es becsapódási kráter közelében találták őket, és valószínűleg a krátert létrehozó üstökösről vagy aszteroidáról származnak. Ez az első ilyen ásványok felfedezése a Jupiter holdjain; egyes elképzelések szerint jelenlétük növeli az élet létezésének esélyét [116] [117] .
Az IKI RAS 2019-es éves jelentése szerint a kísérletek során a tudósoknak sikerült bebizonyítaniuk, hogy a mikroorganizmusok képesek életben maradni, ha Európa szubglaciális óceánjából mínusz 130 Celsius fokos hőmérsékleten és a szükséges nyomáson kilökődnek a felszínre. Figyelembe véve a sugárzás intenzitását és a felszíni megújulás sebességét, feltételezhető, hogy az élő sejtek 1000-10000 évig jégben maradnak 10-100 centiméter mélységben a szubglaciális óceánból való vízkibocsátás után [118] .
Az első fényképeket [119] Európáról az űrből a Pioneer 10 és Pioneer 11 űrállomások készítették, amelyek 1973 - ban , illetve 1974-ben repültek a Jupiter mellett. Ezeknek a képeknek a minősége jobb volt, mint ami az akkori teleszkópok számára elérhető volt, de mégis homályosak voltak a későbbi küldetések képeihez képest.
1979 márciusában a Voyager 1 egy repülési pályáról (maximális megközelítés - 732 ezer km), júliusban pedig a Voyager 2 (190 ezer km) tanulmányozta Európát. Az űrszonda kiváló minőségű képeket közvetített a műholdról [120] [121] , és számos mérést végzett. A folyékony óceán létezésének hipotézise a műholdon pontosan a Voyager adatoknak köszönhetően jelent meg.
1994. június 2-án a Johns Hopkins Egyetem és az Űrtávcső Tudományos Intézet kutatócsoportja Doyle Hull vezetésével molekuláris oxigént fedezett fel Európa légkörében. Ezt a felfedezést a Hubble Űrteleszkóp tette a nagyfelbontású Goddard spektrométer [87] [88] segítségével .
1999-2000-ben a Chandra űrobszervatórium figyelte meg a galilei műholdakat , aminek eredményeként az Európa és az Io röntgensugárzását észlelték. Valószínűleg akkor jelenik meg, amikor a Jupiter magnetoszférájából származó gyors ionok felületükkel ütköznek [122] .
1995 decemberétől 2003 szeptemberéig a Jupiter rendszert tanulmányozta a Galileo robotszonda . A berendezés Jupiter körüli 35 pályája közül 12-t az Európa tanulmányozásának szenteltek (maximális megközelítés - 201 km) [123] [124] . Galileo részletesen megvizsgálta a műholdat; az óceán létezésének új jeleit fedezték fel. 2003-ban a Galileót szándékosan megsemmisítették a Jupiter légkörében, hogy a jövőben ne essen egy kezeletlen készülék az Európára, és ne hozzon földi mikroorganizmusokat a műholdra .
A New Horizons űrszonda 2007-ben, miközben a Jupiter közelében repült a Plútó felé vezető úton , új képeket készített az Európa felszínéről.
A NASA által 2011. augusztus 5-én felbocsátott Juno űrszonda a meghosszabbított küldetésnek köszönhetően kétszer repül Európa közelében - 2022. szeptember 29-én (a minimális távolság a műhold felszínétől 358 km lesz) és 2023-ban [125] .
Az elmúlt években több ígéretes projektet dolgoztak ki Európa űrhajók segítségével történő tanulmányozására. Ezeknek a küldetéseknek a céljai változatosak voltak – az Európa kémiai összetételének tanulmányozásától a felszín alatti óceánok életének kutatásáig [104] [126] . Minden európai küldetést úgy kell megtervezni, hogy erős sugárzási körülmények között működjön [9] (körülbelül 540 rem sugárzás naponta [41] vagy 2000 Sv / év – majdnem milliószor több, mint a Föld természetes háttere). Egy napos munkavégzés során az Európa pályán egy 1 mm vastag alumínium védelemmel ellátott készülék körülbelül 100 ezer rad, 4 mm - 30 ezer rad, 8 mm - 15 ezer rad, 2 cm - 3,5 ezer rad sugárdózist kap ( összehasonlításképpen Ganymedes pályájának tartományában a dózisok 50-100-szor kisebbek) [127] .
Az egyik javaslat, amelyet 2001-ben terjesztettek elő, egy nagy atomi "olvadószonda" (" Cryobot ") létrehozásán alapul, amely megolvasztja a felszíni jeget, amíg az el nem éri a felszín alatti óceánt [9] [128] . A víz elérése után egy autonóm víz alatti járművet (" Hydrobot ") vetnének be, amely összegyűjti a szükséges mintákat és visszaküldi a Földre [129] . Mind a Cryobotot, mind a Hydrobotot rendkívül alapos sterilizálásnak kell alávetni, hogy elkerülhető legyen az Európa élőlényei helyett szárazföldi élőlények megtalálása, valamint a felszín alatti óceánok szennyeződése [130] . Ez a javasolt küldetés még nem érte el a komoly tervezési szakaszt [131] .
2008. január 7-én az Űrkutató Intézet igazgatója, L. M. Zelyony bejelentette, hogy európai és orosz tudósok több űrhajóból álló expedíciót terveznek küldeni a Jupiterbe és Európába. A projekt keretében két űrhajót indítanak a Jupiter és az Európa pályájára, de orosz tudósok azt javasolják, hogy a programba egy harmadik leszálló jármű kerüljön be, amely az Európa felszínén fog landolni. A leszálló jármű a tervek szerint a bolygó felszínén lévő több kilométeres jégréteg egyik töréspontjában fog leszállni. A leszállás után a készülék felolvaszt egy félméteres jégréteget, és elkezdi keresni az élet legegyszerűbb formáit [132] . A projekt a " Laplace - Europe P " nevet kapta, és a 2015-től 2025-ig tartó időszakra az Európai Űrügynökség programjában szerepel. Az Űrkutatási Intézet, a Lavocskin NPO és más orosz űrszervezetek orosz tudósait meghívják a részvételre [133] [134] . 2018-tól a projektet átirányították a Jupiter egy másik műholdjára, a Ganymede-re [135] .
Az Európai Űrügynökség és a Roszkoszmosz , miután az Egyesült Államok és Japán kilépett az Europa Jupiter System Mission programból, egymástól függetlenül véglegesítette a Jupiter Ganymede Orbiter és a Jupiter Europa Lander projekteket. A Jupiter Ganymede Orbiter projekt utódja a Jupiter Icy Moon Explorer (JUICE) küldetés volt, amelyet az ESA 2012. május 2-án hagyott jóvá, és a tervek szerint 2022-ben indítják el, és 2030-ban érkezik meg a Jupiter rendszerbe. A Roskosmos 2012-ben a szonda Európába küldésére irányuló projekt rendkívül összetettsége és bizonyos technológiai korlátai miatt kénytelen volt átirányítani a Jupiter Europa Lander küldetést Európából a Ganümédesz felé. A küldetés új neve " Laplace-P ", az indulást 2023-ra, a Jupiter rendszerbe érkezését 2029-re tervezik. 2013 márciusától a JUICE és a Laplace-P küldetések integrációját tárgyalják. 2016-ban a NASA 30 millió dollárt különít el a költségvetésből saját Europa Clipper projektjének fejlesztésére [12] . A NASA összesen 255 millió dollárt szán a programra 2016-tól számítva öt évre. Így ez a körülmény tekinthető a NASA európai küldetés előkészítésének hivatalos kezdetének.
A 2021-ben elindított James Webb teleszkóp infravörös vizsgálatot fog végezni az Európa gejzírkibocsátásának összetételéről, hogy megerősítse a víz természetét.
Az Európa felfedezésére tervezett küldetések (folyékony víz és élet keresése) gyakran költségvetési megszorításokkal vagy törléssel végződnek [136] .
Az EJSM küldetés előtt az egyik tervezett küldetés az ambiciózus Jupiter Icy Moons Orbiter volt, amelyet eredetileg a Prometheus program részeként terveztek atomerőművel és ionhajtással rendelkező űrhajó fejlesztésére . Ezt a tervet 2005-ben pénzhiány miatt törölték [9] [136] . Ezt megelőzően az Europa Orbiter küldetést 1999-ben engedélyezték, de 2002-ben törölték. A küldetésben részt vevő berendezés egy speciális radarral rendelkezett , amely lehetővé tette a műhold felszíne alá való betekintést [35] .
A Jovian Europa Orbiter 2007 óta része az EKA „Kozmikus vízió” koncepciójának. Egy másik javasolt lehetőség az "Ice Clipper" volt, amely hasonló a " Deep Impact " küldetéshez. Egy ütköztetőt kellett volna eljuttatnia Európába, amely beleütközik, és szikladarabok csóvát hoz létre. Ezt követően egy kis űrhajó gyűjti össze, amely ezen a csóván keresztül repül [137] [138] .
Az ambiciózusabb ötletek között szerepelt kalapácsos malmok, amelyeket termikus karmantyúkkal kombináltak, hogy olyan élő szervezeteket keressenek, amelyek a felszín alatt sekélyen megfagyhatnak [132] [139] .
A 2009 februárjában jóváhagyott és 2020-ra tervezett „ Europa Jupiter System Mission ” (EJSM) közös ( NASA , ESA , JAXA , Roskosmos ) űrprogramnak négy járműből kellett volna állnia: „Jupiter Europa Orbiter” (NASA), „ Jupiter Ganymede Orbiter" (ESA), "Jupiter Magnetospheric Orbiter" (JAXA) és "Jupiter Europa Lander". 2011-ben azonban a programot törölték, mert az USA és Japán pénzügyi okokból kilépett a projektből. Ezt követően Japán kivételével minden fél-résztvevő önállóan dolgozta ki projektjeit [12] [140] [141] .
A négy galileai műhold közül a legkisebb, az Európának folyékony vízből álló óceánja van a jég alatt, amely meghaladja a Föld világóceánjának térfogatát. Talán a folyékony víz óceánjának jelenléte tette Európát a sci-fi írók kedvenc célpontjává a földönkívüli élet témájú műveikkel. A fantasy irodalom mellett Európát a zene, a művészet, a televíziós programok és a számítógépes játékok tükrözik.
Szótárak és enciklopédiák | |
---|---|
Bibliográfiai katalógusokban |
A Jupiter holdjai | |||||
---|---|---|---|---|---|
Belső műholdak | |||||
Galilei műholdak | |||||
Himalia csoport | |||||
Ananke csoport | |||||
Karme Csoport | |||||
Pasife csoport | |||||
elszigetelt műholdak |
| ||||
Csoportos felsorolás a pálya fél-nagy tengelyének növekvő sorrendjében |
Műholdak a Naprendszerben | |
---|---|
több mint 4000 km | |
2000-4000 km | |
1000-2000 km | |
500-1000 km | |
250-500 km | |
100-250 km | |
50-100 km | |
Bolygók (és törpék ) szerint |
|
Jupiter | |||||||
---|---|---|---|---|---|---|---|
Jellemzők | |||||||
műholdak |
| ||||||
Kutatás | |||||||
Egyéb | |||||||
Lásd még Kategória: Jupiter Naprendszer |
Naprendszer | |
---|---|
Központi csillag és bolygók | |
törpebolygók | Ceres Plútó Haumea Makemake Eris Jelöltek Sedna Orc Quaoar Gun-gun 2002 MS 4 |
Nagy műholdak | |
Műholdak / gyűrűk | Föld / ∅ Mars Jupiter / ∅ Szaturnusz / ∅ Uránusz / ∅ Neptunusz / ∅ Plútó / ∅ Haumea Makemake Eris Jelöltek kardszárnyú delfin quawara |
Elsőként felfedezett aszteroidák | |
Kis testek | |
mesterséges tárgyak | |
Hipotetikus tárgyak |
|
atmoszférák | |
---|---|
A csillagok atmoszférája | Nap |
bolygó légkörei | |
A műholdak atmoszférája | |
törpebolygók | |
exobolygók | |
Lásd még |