Europa( Jupiter II) | |
---|---|
Satellitt av | Jupiter |
Oppdagelse | 7. januar 1610 |
Oppdagere | Galileo Galilei Simon Marius |
Orbital parametere | |
(den gang J2000) | |
Halv-hovedakse | 671 034 km |
Perigiovio | 664 700 km |
Apogiovio | 677 300 km |
Omtrent. orbital | 4 216 100 km |
Orbital periode | 3551181041 dager (3 dager 13t 13 '42") |
Synodisk periode | 87,96935 dager (0,240847 år ) |
Orbital hastighet | 13 613 m/s (min) 13 741 m/s (gjennomsnitt) 13 871 m/s (maks.) |
Helling på ekliptikken | 1,79 ° |
Tilbøyelighet med hensyn til likningen. av Jupiter | 0,47 ° |
Eksentrisitet | 0,0094 |
Fysiske data | |
Gjennomsnittlig diameter | 3 121,6 km _ |
Flate | 3,1 × 10 13 m² |
Volum | 1 593 × 10 19 m³ |
Masse | 4,80 × 10 22 kg |
Middels tetthet | 3,013 g/cm³ |
Akselerasjon tyngdekraften på overflaten | 1,314 m/s² (0,134 g) |
Rømningshastighet | 2 025 m/s |
Rotasjonsperiode | synkron rotasjon |
Aksial helning | 0,1 ° |
Overflatetemperatur _ | ~ 50 K (−223 °C ) (min) 103 K (−170 °C ) (gjennomsnittlig) 125 K (−148 °C ) (maks.) |
Atm-trykk | 1 μPa |
Albedo | 0,67 |
Observasjonsdata | |
Magnitude app. | 5,3 (gjennomsnitt) |
Magnitude app. | 5,29 |
Europa er den fjerde største naturlige satellitten på planeten Jupiter og den sjette av hele solsystemet . Den ble oppdaget av Galileo Galilei 7. januar 1610 sammen med Io , Ganymede og Callisto , siden den gang kjent som de galileiske satellittene . [1]
Litt mindre enn Månen , Europa er hovedsakelig sammensatt av silikater med en skorpe som består av frossent vann , [2] sannsynligvis inne er det en jern - nikkel kjerne og er eksternt omgitt av en tynn atmosfære, hovedsakelig sammensatt av oksygen . I motsetning til Ganymedes og Callisto, er overflaten stripete og litt krateret og er jevnere enn noen kjent gjenstand i solsystemet. [3] I 1997 beviste passasjen av Galileo-sonden gjennom en vannsky som dukket opp fra en overflategeysir over enhver tvil eksistensen av et hav av vann tilstede under skorpen , som kan være hjemsted for utenomjordisk liv . [4] I denne hypotesen foreslås det at Europa, internt oppvarmet av tidevannskreftene forårsaket av dens nærhet til Jupiter og av orbitalresonansen med naboene Io og Ganymedes, frigjør den varmen som er nødvendig for å opprettholde et flytende hav under overflaten og kl. samtidig stimulerer en geologisk aktivitet som ligner platetektonikk . [5] Den 8. september 2014 rapporterte NASA at de hadde funnet bevis på platetektonisk aktivitet på Europa, den første slike geologiske aktivitet på en annen verden enn Jorden . [6]
I desember 2013 identifiserte NASA noen leirmineraler på jordskorpen til Europa, nærmere bestemt fyllosilikater, som ofte er assosiert med organisk materiale . NASA selv kunngjorde, basert på observasjoner gjort med Hubble-romteleskopet , at geysirer av vanndamp som ligner de til Enceladus , satellitten til Saturn , er blitt oppdaget . [7]
Romfartøyet Galileo , som ble skutt opp i 1989, ga det meste av den kjente informasjonen om Europa. Ingen romfartøy har ennå landet på overflaten, men egenskapene har antydet flere utforskningsforslag, til og med svært ambisiøse. Jupiter Icy Moons Explorer fra European Space Agency er et oppdrag for Europa (og for naboene Ganymede og Callisto), hvis oppskyting er planlagt til 2023 . [8] NASA, derimot, planlegger et robotoppdrag, som vil bli lansert på midten av 2020 -tallet . [9]
Europa ble først observert i 1610 av Galileo Galilei takket være oppfinnelsen av teleskopet . Teoretisk sett, gitt dens tilsynelatende størrelse (i gjennomsnitt 5,3), under eksepsjonelle siktforhold ville satellitten vært synlig selv for det blotte øye , hvis det ikke var for den høye lysstyrken til Jupiter, som gjør det umulig å observere uten den. en god kikkert eller et teleskop [10] (på tidspunktet for oppdagelsen hadde Galileo et refrakterende teleskop med 20 forstørrelser, akkurat nok til å identifisere Europa og de andre Medici-satellittene som 4 lyssterke prikker rundt planeten deres). [11] [12]
Europa, sammen med de tre andre store månene til Jupiter Io , Ganymedes og Callisto , ble oppdaget av Galileo Galilei i januar 1610 . Den første dokumenterte observasjonen av Europa ble gjort av Pisan-forskeren 7. januar 1610 med et refraktivt teleskop med 20 forstørrelse ved University of Padua . Imidlertid var Galileo i denne observasjonen ikke i stand til å skille Io og Europa på grunn av den lave oppløsningen til teleskopet hans, så de to objektene ble registrert som en enkelt lyskilde. Io og Europa ble først observert som distinkte kropper under Galileos observasjoner av Jupiter-systemet dagen etter, 8. januar 1610 (betraktet av Den internasjonale astronomiske union som datoen for oppdagelsen av Europa). [1]
I 1614 publiserte Simon Marius sitt verk Mundus Iovialis , som beskrev planeten Jupiter og dens måner , og foreslo navnet som han hevdet ble foreslått for ham av Johannes Kepler . [13] [14] I den hevdet han å ha oppdaget Europa og de andre store månene noen dager før Galileo. I dag antas det at Marius faktisk oppdaget Medicean-satellittene uavhengig av Galileo, men i alle fall ikke før Pisan-forskeren. [15] [16]
Som alle galileiske satellitter, tar Europa navnet sitt fra en elskerinne til Zevs , den greske ekvivalenten til Jupiter. I dette tilfellet Europa , datter av Agenore , kongen av den fønikiske byen Tyrus (nå i Libanon ), mor til Minos og søster til Cadmus , Phoenix og Cilice , stamfader til Cilicians .
Selv om navnet Europa ble foreslått av Simon Marius kort tid etter oppdagelsen, mistet dette navnet betydning i lang tid (det samme gjorde navnene på de andre medisinske satellittene ) og ble ikke gjenopprettet til vanlig bruk før på midten av det tjuende århundre . [17] I mye av den astronomiske litteraturen er satellitter ganske enkelt indikert med planetens navn etterfulgt av et romertall, som sorterer de forskjellige månene fra nærmest til lengst fra den aktuelle planeten (system introdusert av Galileo), så Europa var det indikert med Jupiter II.
Oppdagelsen av Amalthea i 1892 , nærmere enn Jupiters andre da kjente måner , satte Europa på tredje plass. Voyager-sondene oppdaget ytterligere tre innerste satellitter i 1979 , og siden den gang har Europa blitt ansett som den sjette satellitten til Jupiter, selv om den fortsatt noen ganger refereres til som Jupiter II. [17]
Utforskningen av Europa begynte med tette flyover av Jupiter av romfartøyene Pioneer 10 og Pioneer 11 i henholdsvis 1973 og 1974. De første bildene hadde lav oppløsning sammenlignet med de som vil bli tatt fra påfølgende oppdrag. [18]
De to Voyager-sonderne gikk gjennom Jupiter-systemet i 1979 og ga mer detaljerte bilder av den frosne overflaten av Europa. Fra disse bildene begynte mange forskere å spekulere på muligheten for eksistensen av et flytende hav under satellittens overflate. [19]
Fra og med 1995 startet Galileo-sonden et oppdrag i bane rundt Jupiter som varte i åtte år, frem til 2003, og ga den mest detaljerte studien av galileiske måner til dags dato. Også inkludert i romfartøyets program var Galileo Europa Mission og Galileo Millennium Mission , som inkluderte en rekke nærbilder av Europa. [20]
New Horizons gjenopptok Europa i februar 2007, mens de seilte fra det jovianske systemet i retning Pluto . [21]
Fremtidige oppdragAllerede på tidspunktet for Galileo-oppdraget hadde det vitenskapelige miljøet uttrykt behovet for nye oppdrag til Europa, for å bestemme sammensetningen av overflaten, bekrefte (eller avkrefte) eksistensen av et hav under det og identifisere signaler som kunne indikere tilstedeværelsen av utenomjordisk liv . [22] [23]
Robotoppdrag for Europa må tåle Jupiters høystrålingsmiljø, ettersom Europa mottar omtrent 5,40 Sv stråling per dag. [24]
I 2011 ble et oppdrag til Europa sterkt anbefalt av Planetary Science Decadal Survey , [25] og som svar studerte NASA noen prosjekter som for eksempel en sonde som ville utføre flere nære flyovers ( Europa Clipper ) til satellitten, et annet som inkludert en orbiter rundt Europa og en forsyning av en lander . [26] [27] Orbiter-alternativet fokuserer hovedsakelig på å studere det hypotetiske havet under overflaten, mens Clipper ville studere satellitten mer kjemisk. [28] [29]
I 2012 ble Jupiter Icy Moons Explorer - oppdraget valgt og programmert av ESA , som inkluderer noen passasjer nær Europa, selv om hovedmålet for dette oppdraget er Ganymedes, som det vil gå i bane rundt. [8] [30]
Europa Clipper -prosjektet ble presentert i juli 2013 av Jet Propulsion Laboratory ( JPL) og Applied Physics Laboratory (APL). [31] Oppdragets mål er å utforske Europa for å undersøke dets beboelighet , og å identifisere egnede landingssteder for en fremtidig lander . Europa Clipper ville ikke gå i bane rundt Europa, men Jupiter og ville lage 45 lavtflygende nærbilder over Europa under oppdraget. Sonden skulle blant instrumentene om bord ha en radar , et infrarødt spektrometer , et topografisk instrument og et massespektrometer . Den kan utstyres med verktøy som et radiovitenskapelig delsystem, en laserhøydemåler , et magnetometer , en Langmuir-sonde og et kamera for overflatekartlegging. [32] [33]
I februar 2017 gikk Europa Clipper -oppdraget inn i sin såkalte fase B, [34] og muligheten for et oppfølgingsoppdrag for utsendelse av en lander , Europa Lander , [33] ble evaluert, men senere under presidentskapet Donald Trumps forslag ble utsatt på grunn av budsjettkutt. Fase B fortsatte i 2019, leverandører av delsystemer og prototyper av maskinvareelementer for vitenskapelige instrumenter ble valgt ut, og i august 2019 gikk oppdraget videre til fase C, som involverer design og produksjon av sonden. [35] Den planlagte lanseringen av Europa Clipper tidlig i 2022 er satt til 10. oktober 2024. [36]
Andre forslagI det første tiåret av det 21. århundre ble et felles romoppdrag av NASA og ESA foreslått kalt Europa Jupiter System Mission . Planlagt for 2020, så det for seg bruk av to automatiske og uavhengige romsonder for utforskningen av Jupiter-systemet: NASAs Jupiter Europa Orbiter (JEO) og ESA-piloterte Jupiter Ganymede Orbiter (JGO) var en del av samarbeidsprogrammet " Outer Planet Flagship Mission " , som hadde det primære målet å studere Jupiters iskalde måner. [37] I det internasjonale samarbeidsprogrammet foreslo den japanske romfartsorganisasjonen å bidra med Jupiter Magnetospheric Orbiter (JMO), som skulle studere Jupiters magnetosfære, mens den russiske romfartsorganisasjonen uttrykte interesse for å sende en lander (Europa Lander). [38] På den tiden var det konkurranse fra andre forslag, selv om oppdraget til Europa og Titan Saturn System Mission fortsatt hadde prioritet over de andre. [39] [40] Den felles planen kollapset imidlertid tidlig på 2010-tallet på grunn av NASAs midlertidig begrensede budsjett. [30]
Jovian Europa Orbiter er et prosjekt fra ESA Cosmic Vision -programmet, hvis studier startet i 2007, mens en annen er Ice Clipper (bokstavelig talt "ice cutter") og ville bruke en slagsonde som ligner på Deep Impact -oppdraget . [41] Forslaget forutsetter at slaglegemet krasjer på en kontrollert måte på overflaten av Europa, og genererer en sky av rusk som deretter vil bli samlet opp av en liten romsonde som vil fly gjennom den. Uten behov for en landing og påfølgende start av romfartøyet fra en bane rundt Jupiter eller Europa, ville dette være et av de minst kostbare oppdragene, ettersom mengden drivstoff som kreves ville bli redusert. [42] [43]
Jupiter Icy Moons Orbiter ( JIMO ) var i stedet et oppdrag med et atomdrevet romfartøy og en del av Prometheus-prosjektet . Prosjektet ble imidlertid kansellert i 2005, fordi det var for dyrt i en periode med nytenking av romutforskning og fordi den foreslåtte løsningen med en atommotor møtte betydelig motstand. [44]
Et annet tidligere kansellert oppdrag, som skulle starte i 2002-2003, var Europa Orbiter , som skulle være utstyrt med en spesiell radar for å skanne Europas undergrunn. [45]
Et av de mest ambisiøse forslagene ønsker å bruke en stor kjernefysisk smeltesonde ( Cryobot ) som vil krysse overflaten og smelte isen til den når havet nedenfor. [46] [47] The Planetary Society sier å grave en brønn under overflaten bør være et primært mål, og vil gi beskyttelse mot joviansk stråling. Når den når vannet, ville sonden frigjøre et autonomt undervannsfartøy ( hydrobot ), som ville samle inn informasjonen og deretter overføre den til observatører på jorden. [48] Både kryoboten og hydroboten bør utsettes for ekstrem sterilisering for å forhindre at sonden oppdager landlevende organismer i stedet for noe innfødt liv og for å unngå forurensning av havet på Europa. [49] Dette forslaget har imidlertid ennå ikke kommet til seriøs planlegging av forskere. [50]
Europa går i bane rundt Jupiter med en periode på omtrent tre og et halvt døgn; halvhovedaksen til banen er lik670 900 km . Banen er praktisk talt sirkulær med en eksentrisitet på 0,0094 og en helning på bare 0,470 ° i forhold til Jupiters ekvator. [51]
Som alle Medicean-satellitter , er Europa i synkron rotasjon med Jupiter , med en halvkule av satellitten konstant vendt mot planeten og et punkt på overflaten hvorfra Jupiter dukker opp i senit . Den grunnleggende meridianen til satellitten går gjennom dette punktet. [52]
På grunn av den svake eksentrisiteten til banens bane, opprettholdt av forstyrrelsene generert av de andre Medicean-satellittene, svinger avstanden fra Jupiter rundt en gjennomsnittsverdi. Europa er tvunget til å anta en litt langstrakt form mot Jupiter av gravitasjonskraften til gassgiganten; men ettersom avstanden fra planeten varierer, varierer omfanget av overflateforskyvningen. På denne måten spres en liten del av Jupiters rotasjonsenergi på Europa (tidevannsoppvarming), som henter varme. Denne prosessen ville ha muliggjort bevaring av et flytende hav under satellittens isete overflate. [53]
Med en diameter på litt over 3100 km er Europa litt mindre enn Månen, den er den sjette største satellitten og den femtende største gjenstanden i solsystemet . Selv om den er den minst massive av de galileiske satellittene, er den fortsatt mer massiv enn alle de mindre månene i solsystemet til sammen. Dens tetthet antyder at den i sammensetning ligner de jordiske planetene , og består hovedsakelig av silikater . [54]
I følge allment aksepterte teorier har Europa et 100 km lag med vann, delvis i form av is i overflateskorpen , mens det under det er et lag med flytende vann. [55] Det underjordiske havet kan være sammensatt av saltvann og ha en temperatur nær null celsius; [55] vil derfor være miljøforhold som er gunstige for utviklingen av elementære livsformer. [56]
For å støtte denne hypotesen er det analysen av magnetometriske data oppdaget av Galileo-sonden, som viste at på en dybde mellom 5 og 20 kilometer er det et lag av materie som leder elektrisitet. De observerte magnetiske variasjonene er mulige fordi Europa går i bane rundt Jupiter nedsenket i planetens enorme magnetfelt. Dette induserer en elektrisk strøm i et ledende lag nær satellittens overflate, som igjen genererer et sekundært magnetfelt. [56] Et annet bevis som tyder på tilstedeværelsen av et hav under overflaten er den tilsynelatende 80° rotasjonen av skorpen, noe som ville være usannsynlig hvis isen var godt festet til mantelen . [57] Tilstedeværelsen av vann i Europas undergrunn ble tatt for gitt etter observasjoner fra Hubble-romteleskopet som avslørte vannstråler som lekker fra overflatesprekker og slynget opp til en høyde på 200 km. Disse enorme geysirene ville være forårsaket av tidevannsstresset som er tilstede i det indre av månen [58]
Mer internt har Europa sannsynligvis en metallisk jernkjerne . [59]
Det antas at under overflaten av Europa er det et lag med flytende vann som opprettholdes av varmen som genereres av "tidevannet" forårsaket av gravitasjonsinteraksjonen med Jupiter. [5] [60] Overflatetemperaturen til Europa er omtrentlig110 K (−163 ° C ) ved ekvator og alene50 K (−223 ° C ) ved polene, slik at overflateisen er permanent frosset. [61] De første ledetrådene til et flytende hav under overflaten kom fra teoretiske betraktninger knyttet til gravitasjonsoppvarming (en konsekvens av Europas litt eksentriske bane og orbitale resonans med andre Medici-satellitter). Medlemmer av Galileo - prosjektets bildebehandlingsteam analyserte Europa-bilder fra romfartøyet Voyager og romfartøyet Galileo for å si at Europas overflateegenskaper også demonstrerer eksistensen av et flytende hav under overflaten. [60] Det mest slående eksemplet vil være det " kaotiske " terrenget , et vanlig trekk på overflaten av Europa som noen tolker som en region der havet under overflaten har smeltet den frosne skorpen. Denne tolkningen er ekstremt kontroversiell. De fleste geologer som har studert Europa favoriserer det som kalles den "tykke isen"-modellen der havet sjelden eller aldri har interagert direkte med overflaten. [62] De forskjellige modellene for å estimere tykkelsen på isskallet gir verdier som varierer mellom noen få kilometer og noen titalls kilometer. [63]
Det beste beviset for den såkalte "tykk is"-modellen er en studie av de store kratrene i Europa. De største er omgitt av konsentriske sirkler og ser ut til å være fylt med relativt glatt fersk is; basert på dette og mengden varme som genereres av tidevannet i Europa, har det blitt teoretisert at den ytre skorpen av fast is er omtrent tykk10-30 km , noe som kan bety at det flytende havet under kan være ca100 km . [64] [65]
Modellen «tynn is» antyder at Europas isdekke bare er noen få kilometer tykk. Imidlertid hevder de fleste planetariske forskere at denne modellen vurderer at bare de høyeste lagene av Europas skorpe oppfører seg elastisk når de rammes av Jupiters tidevann. Denne modellen antyder at den ytre elastiske delen av isskorpen kan være bare 200 meter tynn. Hvis Europas isdekke bare var noen få kilometer tykk, som "tynn is"-modellen foreslår, ville det bety at regelmessig kontakt mellom væskeinnsiden og overflaten kunne oppstå gjennom sprekker, og forårsake kaotisk terreng . [63]
På slutten av 2008 ble det foreslått at Jupiter kunne holde Europas hav varme ved å generere store flodbølger over Europa på grunn av dens lille (men ikke null) skråstilling. Denne typen tidevann som tidligere ikke ble vurdert genererer de såkalte Rossby-bølgene , som mens de beveger seg veldig sakte, med en hastighet på noen få kilometer om dagen, er i stand til å generere en betydelig mengde kinetisk energi . For det nåværende estimatet av den aksiale helningen til Europa (0,1 grader), ville resonansen til Rossby-bølgene produsere7,3 × 10 17 J kinetisk energi, som er to tusen ganger større enn de dominerende tidevannskreftene. [66] [67] Spredningen av denne energien kan være hovedkilden til varme i Europas hav.
Romfartøyet Galileo oppdaget også at Europa har et svakt magnetisk moment , variabelt og indusert av det store magnetfeltet til Jupiter, hvis intensitet er omtrent en sjettedel av Ganymedes-feltet og seks ganger den til Callisto. [68] Eksistensen av det induserte magnetiske momentet krever tilstedeværelse av ledende materiale under overflaten, for eksempel et stort hav av saltvann. [59] Spektrografiske bevis tyder på at de mørkerøde stripene og karakteriseringene på Europas overflate kan være rike på salter som magnesiumsulfat , som avsettes gjennom fordampning av vann som kommer nedenfra. [69] Hydrert svovelsyre er en annen mulig forklaring på de spektroskopisk observerte forurensningene. [70] I begge tilfeller, siden disse materialene er fargeløse eller hvite når de er rene, må andre elementer også være tilstede for å bidra til den rødlige fargen. Tilstedeværelsen av svovelbaserte forbindelser er foreslått . [71]
Europa er et av de jevneste objektene i solsystemet og blottet for store formasjoner som fjell og nedslagskratere , noe som gjør konstant ombygging plausibel. [45] [72] [73] De dypeste og tydeligste korsmerkene på månen ser ut til å være hovedsakelig på grunn av albedoen , som understreker topografien til den nedre overflaten. Albedoen (mengde reflektert lys) til Europa er 0,64, en av de høyeste av alle kjente måner og forårsaket av den høye reflektiviteten til den frosne overflaten . [51] [73] Dette ser ut til å indikere en ung og aktiv overflate; basert på estimater av hyppigheten av " kometarisk " bombardement som når Europa, er overflaten omtrent 20 til 180 millioner år gammel. [64] Det er ingen full konsensus blant det vitenskapelige miljøet for å forklare de noen ganger motstridende overfladiske egenskapene til Europa. [74]
Nivået av stråling som treffer Europas overflate tilsvarer en dose på omtrent 5400 mSv (540 rem ) per dag, [75] en mengde stråling som er tilstrekkelig til å forårsake alvorlig sykdom eller død hos et menneske eksponert i overflaten bare én dag. [76]
Det mest bemerkelsesverdige trekk ved Europas overflate er en serie mørke striper som krysser hele satellitten. En nærmere undersøkelse viser at jordskorpen til Europa på hver side av sprekkene har beveget seg i forhold til de andre. De bredeste båndene er omtrent 20 km med litt mørke kanter, vanlige striper og et sentralt bånd av lettere materiale. [77] Dette kan ha blitt produsert av en serie vulkanutbrudd av vann eller geysirer ettersom Europas overflate utvides for å avsløre de varmere begravde lagene. [78] Effekten er lik den man ser i terrestriske havrygger . Disse tallrike bruddene antas i stor grad å ha vært forårsaket av gravitasjonsspenningene som Jupiter utøver; så lenge Europa er i synkron rotasjon med Jupiter, og derfor alltid holder samme orientering mot planeten, bør spenningsmodellene gi opphav til en distinkt og forutsigbar form. Imidlertid er det bare de yngste av bruddene på Europa som samsvarer med det forutsagte mønsteret; de andre bruddene ser ut til å ha fått stadig mer forskjellige orienteringer etter hvert som alderen øker. Dette kan forklares hvis Europas overflate roterer litt raskere enn dens indre, en effekt som er mulig med et hav under overflaten som mekanisk skiller månens overflate fra dens steinete mantel og effekten av Jupiters tyngdekraft som trekker den iskalde månens skorpe. [79] Sammenligninger gjort mellom bildene av Voyager og romfartøyet Galileo antyder at Europas skorpe roterer med en slik hastighet at den gjør én revolusjon mer enn dens indre hvert 12.000.
Bilder fra Voyager og Galileo avslørte også bevis på subduksjon på Europas overflate, noe som tyder på at plater av isskorpen resirkuleres inn i det smeltede indre, slik tilfellet er med jordens tektoniske plater. Hvis det bekreftes, vil det være det første beviset på eksistensen av platetektonikk i en annen verden enn Jorden. [6] [80]
En annen type formasjon som finnes på Europa er sirkulære og elliptiske linser . Mange er kupler, noen er hull, og flere er mørke, glatte flekker. Andre har en uklar eller ru overflate. Toppen av kuplene ser ut som deler av de gamle slettene som omgir dem, noe som tyder på at de ble dannet da slettene ble presset opp. [81]
Slike lenticulae antas å ha dannet seg fra diapirer av varm is som stiger gjennom den kaldere isen i den ytre skorpen, lik magmakamrene på jordskorpen. [81] De mørke, glatte flekkene kan ha dannet seg fra flytende vann som slippes ut når varmere is treffer overflaten; de grove, uklare linsene (kalt "kaos"-regioner, for eksempel Conamara Chaos ) ser ut til å ha dannet seg fra mange små fragmenter av skorpe innebygd i kuperte formasjoner av mørkere materiale, kanskje som isfjell i et hav av is. [82]
En alternativ hypotese antyder at lenticulae faktisk er små kaotiske områder og at gropene, flekkene og kuplene er et resultat av overvurderingen av Galileos lavoppløselige bilder. Problemet er at isen ville være for tynn til å støtte det konvektive mønsteret av bleier for dannelsen av slike strukturer. [83] [84]
I november 2011 presenterte et team av forskere fra University of Texas i Austin bevis publisert i tidsskriftet Nature som tyder på at mange trekk ved Europas "kaotiske terreng" ligger over store innsjøer med flytende vann. [85] [86] Disse innsjøene ville være helt innelukket i det frosne ytre skallet av Europa og er ikke forbundet med det flytende havet som antas å eksistere under isdekket. Full bekreftelse på innsjøenes eksistens krever et romoppdrag designet for å sondere innlandsisen fysisk eller indirekte, for eksempel ved hjelp av radar. [87]
Observasjoner utført i 1994 gjennom den innebygde spektrografen til Hubble-romteleskopet avslørte tilstedeværelsen av en tynn atmosfære rundt satellitten, sammensatt av oksygen . [88] [89] Atmosfærisk trykk på bakken er i størrelsesorden mikropascal . Av alle de naturlige satellittene i solsystemet er det bare seks andre ( Io , Ganymede , Callisto , Titan , Enceladus og Triton ) som har en betydelig atmosfære.
I motsetning til oksygenet som er tilstede i jordens atmosfære , har den fra Europa ingen biologisk opprinnelse: den genereres mest sannsynlig av samspillet mellom sollys og ladede partikler med den iskalde overflaten til satellitten, noe som fører til produksjon av vanndamp. Etter dissosiasjonen til oksygen og hydrogen alltid forårsaket av radiolyse , [90] slipper sistnevnte, som er lettere, lett unna kroppens gravitasjonsattraksjon og spres ut i rommet.
Oksygen derimot, som er tettere og tyngre, blir værende lenger i atmosfæren også fordi det ikke fryser i kontakt med overflaten slik vann eller hydrogenperoksid (hydrogenperoksid) gjør og derfor kommer inn i atmosfæren igjen. [91] [92]
På Europa kan det med jevne mellomrom oppstå vannskyer som når en høyde på 200 km, mer enn 20 ganger høyden til Mount Everest . [7] [93] [94] . Etter de første observasjonene av geysirer og skyer og spekulasjoner i 2012, bekreftet NASA på en pressekonferanse i 2016 den faktiske eksistensen bevist av observasjonen av Europa i 15 måneder av William Sparks (Space Telescope Science Institute, Baltimore), hvis arbeid har vært publisert i Astrophysical Journal, under sine visuelle linjepassasjer mellom Jorden og Jupiter som fremhever tallrike vannsøyler av varierende høyde, opptil 200 km, som dukker opp og forsvinner selv i løpet av en uke på overflaten av Europa; oppdagelsen ville ugjendrivelig demonstrere tilstedeværelsen av et hav under isen som er oppvarmet, på grunn av dynamikk som fortsatt blir undersøkt av forskere (inkludert tidevannskrefter fra Jupiter, trykk fra jordskorpen, vulkanske aktiviteter, bombardement av kosmiske stråler, etc.), til den slipper ut av jordskorpen frosset med enorme geysirer av vanndamp. Tidevannskraften forårsaket av Jupiter er kanskje den viktigste energikilden på Europa, og er 1000 ganger kraftigere enn den som forårsakes på jorden av månen . [95] Vannet slipper ut av undergrunnen med en hastighet på 2500 km/t . [58] Den eneste andre månen i solsystemet som utviser støt av vanndamp er Enceladus , [7] men mens den estimerte utbruddshastigheten på Europa er ca. 7000 kg / s , når den i Enceladus' skyer "bare" 200 kg / s. [96] [97] Analysen av en serie data gjenoppdaget etter 20 år, og samlet inn hundrevis av millioner kilometer fra oss, har nylig gitt de mest konsistente bevisene på eksistensen av de enorme vann- og dampstrålene som produseres på overflaten av Europa, takket være arbeidet med Galileo-sonden mellom 1995 og 2003 . [98]
Europa regnes som en av verdenene med høyest sannsynlighet for at utenomjordisk liv har utviklet seg. [99] Det har blitt antatt at liv kan eksistere i dette havet under isen, i et miljø som ligner på det til hydrotermiske kilder som finnes på jorden dypt i havet eller på bunnen av innsjøen Vostok , Antarktis . [100] [101] Foreløpig er det ingen bevis for at livsformer eksisterer i Europa, men tilstedeværelsen av flytende vann er så sannsynlig at det forsterker forespørsler om å sende sonder for å undersøke.
Fram til 1970 ble det antatt at livet trengte solenergi for å utvikle seg, med planter som fanget solenergi på overflaten og, gjennom fotosyntese , produserte karbohydrater fra karbondioksid og vann, og frigjorde oksygen i prosessen. , som deretter blir konsumert av dyr som lager mat kjede . Selv i dyphavet, langt under rekkevidde av sollys, ble næring antatt å komme bare fra overflaten, direkte eller indirekte, spesielt via det organiske rusk som kommer ned fra det. [102] Tilgang til sollys ble derfor ansett som essensielt for å opprettholde liv i et gitt miljø.
Men i 1977, under et utforskende dykk til Galápagosøyene med ubåten DSV Alvin , oppdaget forskere kolonier av gigantiske rørormer , krepsdyr , muslinger og andre skapninger samlet rundt hydrotermiske kilder , hvorfra oppvarmet vann kommer ut fra aktiviteten. . [102] Disse skapningene trives til tross for at de ikke har tilgang til sollys, og det ble oppdaget at de var en del av en helt uavhengig næringskjede. I stedet for planter, var ved bunnen av denne næringskjeden en form for bakterie , hvis energi stammer fra oksidasjon av kjemikalier, for eksempel hydrogen eller hydrogensulfid , som putrer fra innsiden av jorden. Denne bakterielle kjemosyntesen revolusjonerte studiet av biologi, og avslørte at livet ikke bare var avhengig av solstråling : vann og energi var tilstrekkelig. Med denne oppdagelsen ble en ny vei åpnet innen astrobiologi, og antallet mulige utenomjordiske habitater som kan vurderes økte betydelig.
Selv om rørormer og andre flercellede organismer oppdaget rundt hydrotermiske ventiler puster inn oksygen og derfor indirekte er avhengige av fotosyntese, kan de anaerobe bakteriene og arkeene som bor i disse økosystemene være et eksempel på hvordan livet i havet kan ha utviklet seg. Europa. [103] Energien fra gravitasjonstidevannet holder det indre av Europa geologisk aktivt, akkurat som det skjer, på en mye mer tydelig måte, på nærliggende Io. Europa kan ha en intern radioaktiv forfallsenergikilde som Jorden, men energien som genereres av tidevannet vil være mye større enn noen radioaktiv kilde. [104] Tidevannsenergi kunne imidlertid aldri opprettholde et økosystem i Europa så stort og mangfoldig som jordens fotosyntesebaserte økosystem. [105]
Livet på Europa kan eksistere rundt hydrotermiske ventiler i havet, eller under selve havbunnen, slik tilfellet er med noen terrestriske endolitter . Eller det kan være organismer som klamrer seg til bunnen av isdekket, for eksempel alger og bakterier som lever i de polare områdene på jorden, eller noen mikroorganismer kan flyte fritt i det europeiske havet. [106] Men hvis Europas hav var for kaldt, kunne ikke biologiske prosesser som ligner på de kjente på jorden finne sted, og på samme måte, hvis havet var for salt, kunne de bare leve i det miljøet ved ekstreme halofiler . [106]
I september 2009 beregnet planetolog Richard Greenberg at kosmiske stråler som når Europas overflate kan omdanne vannis til fritt oksygen (O 2 ), som deretter kan absorberes i havet gjennom grunne hull og sprekker. Med denne prosessen anslår Greenberg at Europas hav kanskje kan nå en konsentrasjon av oksygen som er høyere enn jordens hav innen noen få millioner år. Dette vil tillate Europa å opprettholde ikke bare livet til anaerobe mikroorganismer, men også livet til aerobe organismer, som fisk . [107]
Robert Pappalardo, en forsker ved Institutt for astrofysikk og planetariske vitenskaper ved University of Colorado, uttalte i 2006:
( NO )
"Vi har brukt ganske mye tid og krefter på å prøve å forstå om Mars en gang var et beboelig miljø. Europa i dag er sannsynligvis et beboelig miljø. Vi må bekrefte dette ... men Europa har potensielt alle ingrediensene for livet ... og ikke bare for fire milliarder år siden ... men i dag." |
( IT )
«Vi brukte mye tid og krefter på å finne ut om Mars hadde hatt et beboelig miljø tidligere. Europa i dag er trolig et beboelig miljø. Vi må bekrefte det, men Europa har potensielt alle ingrediensene for livet ... og ikke bare for 4 milliarder år siden ... men i dag." |
( Robert T. Pappalardo [108] ) |
I november 2011 antydet et team av forskere med en artikkel i tidsskriftet Nature eksistensen av enorme innsjøer med flytende vann innelukket i Europas frosne ytre skall og forskjellig fra det flytende havet som antas å eksistere lenger ned. Hvis det bekreftes, kan innsjøene utgjøre andre potensielt beboelige habitater. [85] [86]
En artikkel publisert i mars 2013 antyder at hydrogenperoksid florerer over store deler av Europas overflate. [109] Forfatterne uttaler at hvis peroksid på overflaten skulle blandes med havet under, ville det være en viktig energikilde for alle enkle livsformer, og at hydrogenperoksid derfor er en viktig faktor i havets beboelighet. peroksid forfaller til oksygen når det blandes med flytende vann.
11. desember 2013 rapporterte NASA at de oppdaget fyllosilikater , "leiremineraler" ofte assosiert med organiske materialer , på den frosne skorpen i Europa. [110] Forskere antyder at tilstedeværelsen av mineralene skyldes en kollisjon av en asteroide eller komet. [110] I teorien om panspermia (nærmere bestemt i Lithopanspermia ) antydes det at liv på jorden kan ha nådd Jupiters måner gjennom kollisjonen av asteroider eller kometer. [111]
Selv om Solen, til tross for en vinkeldiameter på bare 6 bueminutter, fortsatt ville være det lyseste objektet på himmelen, [112] ville det største objektet fra Europa vært Jupiter, som fra månen har en vinkeldiameter som varierer mellom 808 og 824 arkominutter, [113] tilsvarende over 13 grader (omtrent 25 ganger fullmånen sett fra jorden) mens til sammenligning har jorden sett fra månen en tilsynelatende diameter på bare 2°. [114] Men ved å være i synkron rotasjon , ville Jupiter bare være synlig fra én halvkule av Europa, den som permanent vender mot selve Jupiter.
Selv de nærliggende månene Io og Ganymede vil fortsatt være større enn månen sett fra jorden, med tilsynelatende diametre som varierer fra 44 til 48 bueminutter i nærmeste nærhet, mens månen fra jorden har en vinkeldiameter, til sammenligning, på rundt 30. '. Callisto, derimot, har en maksimal tilsynelatende diameter fra Europa på 13,5 '. [113]
Europa er i sentrum for mange litterære verk, videospill og science fiction -filmer :
«Det var ikke et oppdrag, fra mitt ståsted, godt formulert. Et vitenskapelig oppdrag til Europa er ekstremt interessant på et vitenskapelig grunnlag. Det er fortsatt en prioritet, og du kan forvente, i løpet av det neste året eller så, eller enda før, et oppdragsforslag til Europa som en del av vår vitenskapelige linje. Men vi vil ikke - ikke, jeg gjentar, ikke - vil favorisere et kjernefysisk fremdriftssystem for å nå målet. |
( Mike Griffin, intervju ) |