Vlastnosti (složení) Evropy (složení), oběžná dráha, pohyb

3462
Robert Johnston

Evropa Jedná se o přirozený satelit nebo měsíc Jupitera, objevený v roce 1610 italským astronomem Galileo Galilei (1564-1642). Je součástí takzvaných galilejských měsíců, spolu s Ganymedem, Io a Callisto. Její název pochází od postavy v řecké mytologii: Europa byla matkou krále Minose na Krétě, jedné z mnoha milenek krále bohů.

Německý astronom Simon Marius, současník Galilea, toto jméno navrhl ve svém díle, které také přisuzovalo objev Jovianských satelitů dříve, než jej Galileo oznámil..

Obrázek 1. Přirozený barevný obraz Europy pořízený misí Galileo, čáry jsou pravděpodobně zlomeniny v kůře s exponovanými horninami. Zdroj: Wikimedia Commons. NASA / JPL / DLR / Veřejná doména

Další označení používané pro tento satelit, které je v současné době nepoužívané, je označení, které původně navrhoval Galileo, s římskými číslicemi. Europa je tedy také Jupiter II, protože se jedná o druhý galilejský měsíc blízko planety (Io je nejblíže, ale existují další čtyři menší měsíce). 

Nakonec se astronomové přiklonili k návrhu Mariusa, který mohl objevovat satelity nezávisle na Galileovi..

Objev galileovských měsíců obíhajících kolem Jupiteru byl mezníkem pro vědu. Posílilo to heliocentrickou teorii Koperníka a donutilo lidstvo uvědomit si, že Země není středem vesmíru..

Galileovy měsíce však zůstaly po dlouhou dobu jako malé světelné body, viditelné dalekohledem obíhajícím kolem Jupiteru..

To bylo až do chvíle, kdy bezpilotní mise Pioneer, Voyager, Galileo a New Horizons přinesly záplavu informací o Evropě a zbývajících satelitech obřích planet..

Rejstřík článků

  • 1 Obecná charakteristika
    • 1.1 Možná obyvatelnost
    • 1.2 Atmosféra
    • 1.3 Povrch
    • 1.4 Žádné magnetické pole
    • 1.5 Evropské albedo
  • 2 Translační pohyb
    • 2.1 Laplaceova rezonance
  • 3 Rotační pohyb
  • 4 Složení
  • 5 Vnitřní struktura
  • 6 Geologie
  • 7 Možná obyvatelnost Evropy
  • 8 Reference

Obecná charakteristika

Možná obyvatelnost

Europa, o něco menší než Měsíc, má pod hladinou oceán vody a je chráněna před slunečním větrem Jupiterovým magnetickým polem, které jí poskytuje určité perspektivy obyvatelnosti..

Obrázek 2. Srovnávací velikost Europy vlevo dole se Zemí a Měsícem. Zdroj: Wikimedia Commons. Apollo 17 Obrázek celé Země: NAS Teleskopický snímek úplňku: Gregory H. Revera Obrázek Europy: NASA / JPL / Public domain

K tomu se přidává skutečnost, že Evropa možná má tektonickou aktivitu. A kromě Země dosud nebyl znám žádný jiný nebeský objekt se složitou geologií.

Atmosféra

Má také atmosféru, jemnou, ale s kyslíkem, a její hustota, i když ne tak vysoká jako Země, naznačuje, že v jejím složení je dobré množství horniny..

Povrch

Ledový povrch je velmi hladký, sotva překřížený čarami znázorněnými na obrázku 1. 

Tyto čáry možná odrážejí napětí ve 100-150 km silné ledové kůře, která pokrývá Evropu, a odhaluje pod ní ležící skálu, pod kterou je tekutá voda.. 

Ve vnitřku Evropy je dostatek tepla k udržení tohoto oceánu kvůli přílivové oteplování

Je běžné si představit příliv a odliv jako jevy typické pro oceánské masy, avšak gravitační přitažlivost vytlačuje nejen vodu, ale i skálu. A tyto procesy způsobují tření, které rozptyluje energii orbitálního pohybu do tepla..

Žádné magnetické pole

Na základě měření magnetického pole prováděných bezobslužnými misemi je známo, že Evropě chybí vlastní magnetické pole. Zjistili však také existenci železného jádra a vrstvy vody bohaté na minerály pod kůrou.. 

Tato měření naznačují, že kompas cestovatele přijíždějícího do Evropy by zažil divoký švih, zvláště když je přístup k Jupiteru maximální. A to je to, že intenzivní jovské magnetické pole interaguje s vodivým materiálem podloží, což způsobuje tyto výkyvy.

Albán Evropy

Je známo, že Evropa má ledový a ne příliš drsný povrch, a to nejen kvůli informacím získávaným prostřednictvím obrázků, ale také kvůli měřením provedeným na albeda

Albedo jakéhokoli objektu - astronomického nebo jiné povahy - je zlomek světla, který odráží. Proto se jeho hodnota pohybuje mezi 0 a 1. 

Pokud je albedo 0, znamená to, že objekt absorbuje veškeré světlo bez čehokoli, naopak, pokud je 1, odráží to úplně.

Zrcadla jsou objekty s velkým albedem a u Europy je 0,69. To znamená, že odráží přibližně 69% světla, které se dostává na jeho povrch, což naznačuje, že led, který jej pokrývá, je čistý a nedávný. 

Povrch Europy je proto relativně mladý, odhaduje se na zhruba 10 milionů let. Povrchy se starým ledem bývají spíše velmi tmavé a mají méně albeda..

Dalším faktem v jeho prospěch je, že povrch Europy téměř nemá žádné krátery, což naznačuje dostatečnou geologickou aktivitu k vymazání důkazů o dopadech.. 

Jeden z těchto několika kráterů se objeví ve spodní části obrázku 1. Je to světelná skvrna ve tvaru krtka s tmavým středem, zvaný kráter Pwyll, na počest keltského božstva podsvětí..

Shrnutí hlavních fyzikálních charakteristik Evropy

Překladové hnutí

Europa se pohybuje po Jupiteru s obdobím jen něco málo přes 3 a půl dne, po poměrně kruhové oběžné dráze.

Zvláštností translačního pohybu Europy je, že je v synchronní rotaci s Jupiterem. Proto vždy ukazuje planetě stejnou tvář, stejně jako Měsíc Zemi. Tento jev je také známý jako přílivová spojka.

Obrázek 3. Europa díky synchronní rotaci vždy ukazuje stejnou tvář Jupiteru. Zdroj: NASA.

Přílivová spojka je charakterizována skutečností, že objekt trvá stejnou dobu na oběžné dráze kolem nejhmotnějšího tělesa - v tomto případě Jupiteru - stejně jako úplná zatáčka na vlastní ose.

Vysvětlení spočívá v tom, že nebeská tělesa nejsou hmotné body, ale objekty se znatelnými rozměry. Z tohoto důvodu gravitační síla, kterou Jupiter působí na své satelity, není homogenní, je intenzivnější na nejbližší straně a méně intenzivní na opačné straně..

V Evropě tedy vzniká periodické zkreslení, které je také ovlivňováno gravitační silou pravidelně vyvíjenou dalšími blízkými galileovskými měsíci: Ganymedem a Io..

Výsledkem je zesílení gravitačních sil v jevu známém jako orbitální rezonance, jako ostatní měsíce gravitačně přitahují Evropu v přesných časových intervalech.

Laplaceova rezonance

A samozřejmě Evropa dělá to samé s ostatními měsíci a vytváří mezi nimi jakýsi soulad..

Vzájemné gravitační účinky Galileových měsíců se nazývají Laplaceova rezonance, na počest svého objevitele, francouzského matematika a astronoma Pierra Simona de Laplacea v roce 1805.

Ve fyzice existuje několik druhů rezonance. Jedná se o vzácnou rezonanci, ve které jsou revoluční období tří měsíců v poměru 1: 2: 4. Jakákoli síla vyvíjená na některého z členů tohoto systému se přenáší na ostatní prostřednictvím gravitační interakce..

Obrázek 4. Animace orbitální rezonance mezi galileovskými satelity. Zdroj: Wikimedia Commons. Uživatel: Matma Rex / Public domain.

Proto jsou přílivové síly, které způsobují, že celá Evropa je vystavena výstupkům a kompresím, které způsobují výše popsané vytápění. A také to způsobí, že Evropa má uvnitř oceán tekuté vody..

Rotační pohyb

Europa má rotační pohyb kolem své vlastní osy, která, jak jsme již řekli, má stejnou dobu jako orbitální období, a to díky slapové vazbě, kterou má s Jupiterem..

Složení

V Evropě jsou přítomny stejné prvky jako na Zemi. V atmosféře je kyslík, v jádře je železo a křemičitany, zatímco voda, nejvýraznější látka, zaujímá vrstvu pod kůrou.

Voda pod Evropou je bohatá na minerální soli, jako je chlorid sodný nebo běžná sůl. Přítomnost síranu hořečnatého a kyseliny sírové může částečně vysvětlit načervenalé čáry, které procházejí povrchem satelitu..

Rovněž se věří, že v Evropě existují tholiny, organické sloučeniny vytvořené ultrafialovým zářením.

Tholiny převládají na ledových světech, jako je Evropa a Saturnův měsíc Titan. K jejich tvorbě je zapotřebí uhlík, dusík a voda.

Vnitřní struktura

Vnitřní struktura Europy je podobná struktuře Země, protože má jádro, plášť a kůru. Jeho hustota je spolu s hustotou Io vyšší než v případě ostatních dvou galilejských měsíců, což naznačuje vyšší obsah silikátů..

Obrázek 5. Vnitřní struktura čtyř Galileových měsíců, podle teoretických modelů. Zdroj: Kutner, M. Astronomie: fyzická perspektiva.

Jádro Europy není vyrobeno z roztaveného kovu (na rozdíl od Io), což naznačuje, že voda pod kůrou má vysoký obsah minerálů, protože magnetismus Europy pochází z interakce mezi dobrým vodičem, jako je voda, se solemi. a intenzivní magnetické pole Jupitera.

Ve skalním plášti se hojně vyskytují radioaktivní prvky, které při rozpadu vydávají energii a kromě přílivového ohřevu představují pro Evropu další zdroj vnitřního tepla..

Vnější vrstva vody, částečně zmrzlá a částečně kapalná, se odhaduje v některých oblastech na 100 km, ačkoli jiní tvrdí, že je to jen asi 200 m.

V každém případě se odborníci shodují, že množství kapalné vody v Evropě může být dvakrát větší než na Zemi..

Předpokládá se také, že ve štěrbinách ledové kůry jsou jezera, jak je naznačeno na obrázku 6, která by mohla také skrývat život.. 

Ledový povrch přijímá kontinuální interakci s nabitými částicemi vysílanými z Jovianských radiačních pásů. Jupiterův silný magnetismus urychluje elektrické náboje a dodává jim energii. Částice se tak dostanou na povrchový led a fragmentují molekuly vody.

V procesu se uvolní dostatek energie - dost na to, aby vytvořily zářící plynové mraky kolem Evropy, které sonda Cassini pozorovala, když mířila k Saturnu..

Obrázek 6. Vnitřní struktura Evropy podle modelů vytvořených s dostupnými informacemi. Zdroj: Wikimedia Commons.

geologie

Bezpilotní mise poskytly spoustu informací o Evropě, a to nejen v množství snímků s vysokým rozlišením, které posílaly z povrchu, ale také díky gravitačním účinkům Evropy na kosmické lodě..

Na rozdíl od jiných galilejských satelitů obrázky odhalují velmi světle žlutý povrch bez výrazných reliéfů, jako jsou tyčící se hory nebo pozoruhodné krátery..

Nejvýraznější je ale síť klikatých čar, které se neustále protínají a které jasně vidíme na obrázku 1.

Vědci se domnívají, že tyto linie pocházejí z hlubokých trhlin v ledu. Při bližším pohledu mají čáry tmavý okraj se světlejším středním pruhem, o kterém se předpokládá, že je výsledkem velkých gejzírů.. 

Obrázek 7. Gejzíry Evropy, které viděl Hubble. Zdroj: NASA.

Tyto tyčící se sloupy páry (chocholy) vysoké několik kilometrů jsou tvořeny teplejší vodou, která stoupá z vnitřku skrz zlomeniny, jak uvádí pozorování z Hubblova kosmického dalekohledu..

Některé analýzy odhalují stopy zanechané vodou s vysokým obsahem minerálů a následně odpařené.

Je možné, že pod kůrou Europy probíhají na Zemi subdukční procesy, ve kterých se tektonické desky sbíhají na okrajích a pohybují se vůči sobě v takzvaných subdukčních zónách.

Ale na rozdíl od Země jsou desky vyrobeny z ledu, který se pohybuje na kapalném oceánu, místo na magmatu, jak se to děje na Zemi..

Možná obyvatelnost Evropy

Mnoho odborníků je přesvědčeno, že evropské oceány mohou obsahovat mikrobiální život, protože jsou bohaté na kyslík. Kromě toho má Evropa atmosféru, i když jemnou, avšak s přítomností kyslíku, což je prvek nezbytný k udržení života..

Další možností, jak podpořit život, jsou jezera zapouzdřená v ledové kůře Evropy. V tuto chvíli jsou to předpoklady a k jejich potvrzení chybí mnohem více důkazů.

K posílení této hypotézy se stále přidávají určité důkazy, například přítomnost jílových minerálů v kůře, které jsou na Zemi spojeny s organickou hmotou. 

A další důležitou látkou, která se podle nových poznatků nachází na povrchu Evropy, je chlorid sodný nebo kuchyňská sůl. Vědci ověřili, že kuchyňská sůl za převládajících podmínek v Evropě získává světle žlutou barvu, kterou lze vidět na povrchu satelitu.

Pokud tato sůl pochází z evropských oceánů, znamená to, že velmi pravděpodobně nesou podobnost s těmi pozemskými, a tím i možnost přechovávat život. 

Tato zjištění nemusí nutně znamenat, že v Evropě existuje život, ale že pokud se to potvrdí, satelit má dostatečné podmínky pro svůj vývoj..

Již existuje mise NASA s názvem Europa Clipper, která je v současné době ve vývoji a mohla by být spuštěna v příštích několika letech.. 

Mezi jeho cíle patří studium povrchu Evropy, geologie satelitu a jeho chemického složení, jakož i potvrzení existence oceánu pod kůrou. Na to si budeme muset počkat o něco déle.

Reference

  1. BBC. Proč je Jupiterův ledový měsíc Europa nejlepším kandidátem na nalezení mimozemského života ve sluneční soustavě? Obnoveno z: bbc.com.
  2. Eales, S. 2009. Planety a planetární systémy. Wiley-Blackwell.
  3. Kutner, M. 2003. Astronomie: fyzická perspektiva. Cambridge University Press.
  4. Pasachoff, J. 2007. Kosmos: Astronomie v novém tisíciletí. Třetí edice. Thomson-Brooks / Cole.
  5. Seeds, M. 2011. Sluneční soustava. Sedmé vydání. Cengage Learning.
  6. Wikipedia. Evropa (měsíc). Obnoveno z: en.wikipedia.org.
  7. Wikipedia. Europa Clipper. Obnoveno z: es.wikipedia.org.

Zatím žádné komentáře