Europa (satellitt) egenskaper, sammensetning, bane, bevegelse

Europa Det er en naturlig satellitt eller Jupiters måne, oppdaget i 1610 av den italienske astronomen Galileo Galilei (1564-1642). Det er en del av de så -kalt galileiske månene, sammen med Ganymedes, IO og Callisto. Hans navn kommer fra en karakter fra gresk mytologi: Europa var moren til King Minos de Crete, en av de mange elskere av Guds konge.

Den tyske astronomen Simon Marius, samtid av Galileo, antydet navnet i et verk av ham, der oppdagelsen av de joviske satellittene også ble tilskrevet før Galileo kunngjorde ham.

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

En annen betegnelse som ble brukt til denne satellitten og for tiden ved misbruk er den som Galileo opprinnelig foreslo, med romertall. Dermed er Europa også Jupiter II, siden det er den andre galileiske månen i nærhet til planeten (IO er den nærmeste, men det er fire andre mindre måner). 

Til slutt bøyde astronomer seg for Marius forslag, som kunne ha oppdaget satellitter uavhengig av Galileo.

Oppdagelsen av galileiske måner som kretser rundt Jupiter var en milepæl for vitenskapen. Styrket den heliosentriske teorien om Copernicus og fikk menneskeheten til å innse at jorden ikke var sentrum av universet.

Galileanske måner forble imidlertid i lang tid som små lyspunkter, sett med teleskopet som kretser rundt Jupiter.

Det var inntil de ubemannede oppdragene Pioneer, Voyager, Galileo og New Horizons brakte et snøskred med informasjon om Europa og de gjenværende satellittene til de gigantiske planetene.

[TOC]

Generelle egenskaper

Mulig beboelighet

Europa, knapt mindre enn månen, har et vannhav under overflaten og er beskyttet mot solvinden av det joviske magnetfeltet, noe som gir det visse perspektiver av brukbarhet.

Figur 2. Sammenlignende størrelse på Europa, ned til venstre, med jorden og månen. Kilde: Wikimedia Commons. Apollo 17 Bilde av Whoe Earth: Nasatelescopic Image of the Full Moon: Gregory H. Reveraimage of Europe: NASA / JPL / Pub Domain

Til dette legges til at Europa kan ha tektonisk aktivitet. Og bortsett fra jorden, til nå var det ingen andre himmelske objekter med kompleks geologi.

Atmosfære

Den har også atmosfære, svak, men med oksygen og dens tetthet, selv om det ikke er så høyt som land, antyder at det i sammensetningen er god mengde berg.

Flate

Isflaten er veldig glatt, knapt furet av linjene vist i figur 1. 

Disse linjene gjenspeiler muligens spenninger i den iskalde skorpen på 100-150 km tykk som dekker Europa og utsetter den underliggende berget, der det er flytende vann. 

Det er tilstrekkelig varme i Europa til å opprettholde dette havet, på grunn av tidevannsoppvarming. 

Det er vanlig å tenke på tidevann som fenomener av de oseaniske massene, men gravitasjonsattraksjonen fortrenger ikke bare vannet, men også berget. Og disse prosessene bærer friksjon som forsvinner i varme energien i orbitalbevegelsen.

Ingen magnetfelt

Gjennom målene for magnetfeltet gjort av ubemannede oppdrag, er det kjent at Europa mangler sitt eget magnetfelt. Men de oppdaget også eksistensen av en jernkjerne og et lag med vann rikt på mineralinnhold under cortex. 

Disse tiltakene indikerer at kompasset til en reisende som ankom Europa ville oppleve en vanvittig svai, spesielt når tilnærmingen til Jupiter er maksimal. Og det er at det intense joviske magnetfeltet samhandler med undergrunnen ledende materiale, noe som forårsaker slike svingninger.

Kan tjene deg: kontinuitetsligning

Albedo de Europa

Det er kjent at Europa har en frossen og uklar overflate, ikke bare av informasjonen som er oppnådd gjennom bilder, men av tiltakene som er gjort til dens Albedo. 

Albedoen til ethvert objekt -anomisk eller av en annen art -er brøkdelen av lys som reflekterer. Det er grunnen til at verdien varierer mellom 0 og 1. 

Hvis albedoen er verdt 0, betyr det at objektet absorberer alt lyset uten å reflektere noe, tvert imot, hvis det er verdt 1, gjenspeiler det.

Speilene er gjenstander med en stor albedo og Europa er 0.69. Det betyr at det gjenspeiler omtrent 69 % av lyset som når overflaten, et indikasjon på at isen som dekker den er ren og nylig. 

Derfor er overflaten av Europa relativt ung, estimert til omtrent 10 millioner år. Gamle isoverflater har en tendens til å være veldig mørke og har mindre albedo.

Et annet faktum til fordel er at overflaten av Europa knapt har påvirket kratere, noe som antyder tilstrekkelig geologisk aktivitet til å slette bevisene for påvirkninger. 

En av disse få kratrene vises nederst i figur 1. Det er lysplassen i form av en føflekk med et mørkt senter, kalt Pwyll Crater, til ære for den keltiske guddommelighet av underverdenen.

Sammendrag av de viktigste fysiske egenskapene til Europa

Oversettelsesbevegelse

Europa beveger seg rundt Jupiter med en periode på litt over 3 og en halv dag, etter en ganske sirkulær bane.

En særegenhet i Europas translasjonsbevegelse er at den er i synkron rotasjon med Jupiter. Viser derfor alltid det samme ansiktet til planeten, akkurat som månen gjør det med jorden. Dette fenomenet er også kjent som MAREA -kobling.

Figur 3. Europa viser alltid det samme ansiktet til Jupiter takket være synkron rotasjon. Kilde: NASA.

MAREA -kobling er karakterisert fordi objektet tar samme tid å bane rundt den mest massive -chupiter i dette tilfellet -enn å snu en fullstendig sving sin egen akse.

Forklaringen er at himmellegemer ikke er spesifikke masser, men objekter med betydelige dimensjoner. Derfor er ikke tyngdekraften som Jupiter utøver på satellittene hans homogen, og er mer intens på den nærmeste siden, og mindre intens på den fjerneste siden.

Dermed har en periodisk forvrengning opprinnelse i Europa, som også er påvirket av tyngdekraften som de andre i nærheten av galileiske måner utøver.

Resultatet er en forsterkning av gravitasjonskrefter i et fenomen som er kjent som Orbital resonans, Siden de andre moons trekker gravitasjonsmessig fra Europa med presise tidsintervaller.

Laplace Resonance

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

De gjensidige gravitasjonseffektene av galileiske måner kalles Laplace Resonance, Til ære for oppdageren, den franske matematikeren og astronomen Pierre Simon de Laplace i 1805.

Det er flere typer resonans i fysikken. Dette er en uvanlig resonans der periodene med revolusjonen av de tre månene er i forhold 1: 2: 4. Enhver styrke som utøves på noen av medlemmene i dette systemet, overføres til andre, via gravitasjonsinteraksjon.

Kan tjene deg: elektromagnetisk spekter: egenskaper, bånd, applikasjonerFigur 4. Orbital resonansanimasjon blant galileiske satellitter. Kilde: Wikimedia Commons. Bruker: Matma Rex / Public Domain.

Derfor gjør tidevannskreftene alle Europa underlagt strekninger og kompresjoner som stammer fra oppvarmingen beskrevet ovenfor. Og det får også Europa til å ha et flytende vannhav inne.

Rotasjonsbevegelse

Europa har en rotasjonsbevegelse rundt sin egen akse, som som vi har sagt, har samme varighet som baneperioden, takket være tilknytningen av tidevannet det har med Jupiter.

Sammensetning

I Europa er de samme elementene til stede som på jorden. I atmosfæren er det oksygen, jern og silikater er i kjernen, mens vannet, det mest slående stoffet, okkuperer laget under barken.

Vann under Europa er rikt på mineralsalter, for eksempel natriumklorid eller vanlig salt. Tilstedeværelsen av magnesiumsulfat og svovelsyre kan delvis forklare de rødlige linjene som krysser overflaten av satellitten.

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

Tholins er hyppige i frosne verdener som Europa og Titan, Saturns måne. For at de skal danne seg, kreves karbon, nitrogen og vann.

Intern struktur

Europas indre struktur ligner jorden på jorden, siden den har en kjerne, en mantel og en skorpe. Dens tetthet, sammen med IO -er.

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

Kjernen i Europa er ikke smeltet metall (i motsetning til IO), noe som antyder at vann under skorpen har høyt mineralinnhold, siden Europas magnetisme kommer fra samspillet mellom en god leder som vann med salter med salter og Jupiters intense magnetfelt.

I bergmantelen florerer de radioaktive elementene, som når du renter avgir energi og utgjør en annen kilde til intern varme for Europa, bortsett fra tidevannsoppvarmingen.

Det ytterste vannlaget, delvis frossent og delvis flytende, er estimert til 100 km tykt i noen områder, selv om andre hevder at det er omtrent 200 m.

I alle fall er eksperter enige om at mengden flytende vann i Europa kan bli det dobbelte av det som eksisterer på jorden.

Det antas også at det er innsjøer i sprekkene i isbarken, som antydet i figur 6, som også kan huse livet. 

Den iskalde overflaten mottar kontinuerlig interaksjon med de lastede partiklene som er sendt fra de joviske strålingsbeltene. Jupiters sterke magnetisme akselererer elektriske belastninger og gir dem energi. Dermed når partiklene overflateisen og fragmenterer vannmolekylene.

I prosessen frigjøres mye energi, nok til å danne de lyse gassskyene rundt om i Europa som i sin vei observerte Cassini -sonden, mens han satte kurs mot Saturn.

Figur 6. Europas intern struktur i henhold til modellene som er opprettet med tilgjengelig informasjon. Kilde: Wikimedia Commons.

geologi

Ubemannede oppdrag har bidratt med mye informasjon om Europa, ikke bare i mangfoldet av bilder med høy oppløsning som de sendte fra overflaten, men også på grunn av Europas gravitasjonseffekter på skip.

Bildene avslører en veldig lys gul overflate, mangler bemerkelsesverdige relieffer, for eksempel høye fjell eller bemerkelsesverdige kratere, i motsetning til andre galileiske satellitter.

Kan tjene deg: Mekanisk fordel: Formel, ligninger, beregning og eksempler

Men det som tiltrekker seg mest oppmerksomhet er rammen for sinuøse linjer som krysser kontinuerlig og som vi ser tydelig i figur 1.

Forskere mener at disse linjene har sitt opphav i dyptgripende sprekker på isen. Visninger nærmere har linjene en mørk kant med en lettere sentral stripe som antas er et produkt av store geyers. 

Figur 7. Europas geysirer, sett av Hubble. Kilde: NASA.

Disse høye dampsøylene (fjærene) på flere kilometer høye består av varmere vann som oppstår fra interiøret gjennom brudd, som rapportert av Hubble -romteleskopobservasjonene.

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

Det er mulig at under Cortex of Europe er det subduksjonsprosesser, som er gitt på jorden, der de tektoniske platene konvergerer i kantene, og flytter noen med hensyn til de andre i de så -kalte subduksjonsområdene.

Men i motsetning til jorden, er platene av is som beveger seg på det flytende havet, i stedet for å gjøre det på magma, som tilfellet er på jorden.

Europas mulig beboelse i Europa

Mange eksperter er overbevist om at Europas hav kan inneholde mikrobielt liv, siden de er rike på oksygen. I tillegg har Europa atmosfære, selv om den er svak, men med tilstedeværelsen av oksygen, et element som er nødvendig for å støtte livet.

Et annet alternativ for å huse livet er de innkapslede innsjøene i Ice Cortex. For øyeblikket er de antagelser, og det er mange flere bevis for å bekrefte dem.

Noen bevis er fremdeles lagt til for å styrke denne hypotesen, for eksempel tilstedeværelsen av leirmineraler i cortex, som er assosiert med organisk materiale på jorden. 

Og et annet viktig stoff som ifølge nye funn finnes på overflaten av Europa er natriumklorid eller vanlig salt. Forskere har bevist at bordsalt, under forholdene som er rådende i Europa, skaffer seg den blekgule fargen, som blir verdsatt på overflaten av satellitten.

Hvis dette saltet kommer fra Europas hav, betyr det at de muligens holder likhet med land, og med det muligheten for husliv. 

Disse funnene innebærer ikke nødvendigvis at det er liv i Europa, men hvis bekreftet, har satellitten tilstrekkelige betingelser for sin utvikling.

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

Blant den. Vi må vente litt lenger for å vite.

Referanser

1. BBC. Hvorfor Europa, Jupiters isete måne, er den beste kandidaten til å finne utenomjordisk liv i solsystemet?. Hentet fra: BBC.com.
2. Eales, s. 2009. Planeter og planetariske systemer. Wiley-Blackwell.
3. Kutner, m. 2003. Astronomi: Et fysisk perspektiv. Cambridge University Press.
4. Pasachoff, J. 2007. Kosmos: astronomi i det nye årtusenet. Tredje utgave. Thomson-Brooks/Cole.
5. Frø, m. 2011.Solsystemet. Syvende utgave. Cengage Learning.
6. Wikipedia. Europa (måne). Hentet fra: i.Wikipedia.org.
7. Wikipedia. Europa Clipper. Gjenopprettet fra: er.Wikipedia.org.