EUROPA (SATELIT): ZNAČILNOSTI, SESTAVA, ORBITA, GIBANJE - ARTE - 2026

Europa je naravni satelit ali luna Jupitra, ki ga je leta 1610 odkril italijanski astronom Galileo Galilei (1564-1642). Je del tako imenovane galilejske lune, skupaj z Ganymedejem, Ioom in Callisto. Ime izvira iz lika iz grške mitologije: Europa je bila mati kretskega kralja Minosa, enega izmed številnih ljubiteljev kralja bogov.

Nemški astronom Simon Marius, galilejski sodobnik, je ime predlagal v njegovem delu, ki je tudi odkrilo Jovijine satelite, preden ga je Galileo napovedal.

Slika 1. Naravna barvna slika Evrope, posneta v misiji Galileo, so črte verjetno zlomi v skorji z izpostavljenimi skalami. Vir: Wikimedia Commons. NASA / JPL / DLR / Javna domena

Druga oznaka, ki se uporablja za ta satelit in je trenutno v uporabi, je tista, ki jo je prvotno predlagal Galileo z rimskimi številkami. Tako je Evropa tudi Jupiter II, saj je druga galilejska luna blizu planeta (Io je najbližji, obstajajo pa še štiri manjše lune).

Sčasoma so astronomi padli na predlog Mariusa, ki je morda odkril satelite neodvisno od Galileja.

Odkritje galilejskih lun v orbiti Jupitra je bilo mejnik za znanost. Okrepila je heliocentrično teorijo Kopernika in človeštvo dala vedeti, da Zemlja ni središče vesolja.

Vendar so galilejske lune dlje časa ostale kot majhne točke svetlobe, ki jih vidimo s teleskopom, ki kroži nad Jupitrom.

To je bilo vse do takrat, ko so brezpilotne misije Pioneer, Voyager, Galileo in New Horizons prinesle poplavo informacij o Evropi in preostalih satelitih velikanskih planetov.

Splošne značilnosti

Možna bivalnost

Europa, nekoliko manjša od Lune, ima ocean vode pod površjem in ga pred sončnim vetrom ščiti Jovijino magnetno polje, kar mu daje določene možnosti za bivanje.

Slika 2. Primerjalna velikost Evrope, spodaj levo, z Zemljo in Luno. Vir: Wikimedia Commons. Apollo 17 Slika celotne Zemlje: NASATeleskopska slika polne lune: Gregory H. Revera Slika Evrope: NASA / JPL / Public domain

K temu dodajte še dejstvo, da je Evropa morda tektonska. In razen Zemlje do zdaj ni bil znan noben drug nebesni objekt s kompleksno geologijo.

Atmosfera

Ima tudi ozračje, močno, vendar s kisikom in njegova gostota, čeprav ni tako visoka kot zemeljska, kaže na to, da je v njeni sestavi dobra količina kamnine.

Površina

Zamrznjena površina je zelo gladka, komajda jo prečkajo črte, prikazane na sliki 1.

Te črte morda odražajo napetosti v 100-150 km debeli ledeni skorji, ki pokriva Evropo in izpostavlja spodnjo kamnino, pod katero obstaja tekoča voda.

V notranjosti Evrope je dovolj toplote za vzdrževanje tega oceana zaradi plimovanja.

Običajno je, da plimovanje velja za pojave, značilne za oceanske mase, vendar gravitacijska privlačnost ne izpodriva samo vode, temveč tudi skalo. In ti procesi povzročajo trenje, ki razprši energijo orbitalnega gibanja v toploto.

Brez magnetnega polja

Z meritvami magnetnega polja, ki jih izvajajo misije brez posadke, je znano, da Europa primanjkuje lastnega magnetnega polja. Odkrili pa so tudi obstoj železovega jedra in plasti vode, bogate z vsebnostjo mineralov pod skorjo.

Te meritve kažejo, da bi kompas popotnika, ki prihaja v Evropo, doživel divji zamah, še posebej, če je pristop do Jupitra največ. In to je, da intenzivno Jovijino magnetno polje medsebojno deluje s prevodnim materialom podzemlja, kar povzroča ta nihanja.

Albedo Evrope

Znano je, da ima Europa ledeno in rahlo neenakomerno površino, ne le zaradi informacij, pridobljenih s slikami, temveč tudi zaradi meritev, ki jih je opravil njegov albedo.

Albedo katerega koli predmeta - astronomskega ali druge narave - je del svetlobe, ki ga odbija. Zato se njegova vrednost giblje od 0 do 1.

Če je albedo 0, to pomeni, da predmet absorbira vso svetlobo, ne da bi karkoli odseval, nasprotno, če je 1, jo popolnoma odseva.

Ogledala so predmeti z veliko albedo, Evropa pa 0,69. To pomeni, da odbija približno 69% svetlobe, ki doseže njeno površino, kar kaže na to, da je led, ki ga pokriva, čist in nedaven.

Zato je površina Evrope razmeroma mlada, po ocenah naj bi bila stara približno 10 milijonov let. Površine s starim ledom so ponavadi zelo temne in imajo manj albeda.

Še eno dejstvo v njegovo korist je, da na površju Evrope skoraj ni udarnih kraterjev, kar kaže na dovolj geoloških aktivnosti, da bi izbrisali dokaze o vplivih.

Eden od teh nekaj kraterjev se pojavi na dnu slike 1. To je svetla točka v obliki krtice s temnim središčem, imenovana krater Pwyll, v čast keltskega božanstva podzemlja.

Povzetek glavnih fizičnih značilnosti Evrope

Prevajalsko gibanje

Europa se giblje okoli Jupitra z obdobjem nekaj več kot 3 dni in pol po precej krožni orbiti.

Posebnost Eurola v translaciji je, da je v sinhronem vrtenju z Jupitrom. Zato ima ves čas enak obraz planetu, kot Luna do Zemlje. Ta pojav je znan tudi kot plimski sklop.

Slika 3. Europa vedno pokaže isti obraz Jupitru zahvaljujoč sinhronemu vrtenju. Vir: NASA.

Za plimovanje plimovanja je značilno, da objekt istočasno popelje v orbito okoli najmasivnejšega telesa - v tem primeru Jupiter -, saj opravi en popolni obrat na lastni osi.

Razlaga je, da nebesna telesa niso točkovne mase, ampak predmeti z vidnimi dimenzijami. Zaradi tega sila gravitacije, ki jo Jupiter izvaja na svoje satelite, ni homogena, saj je bolj intenzivna na najbližji strani in manj intenzivna na skrajni strani.

To ustvarja občasno izkrivljanje v Evropi, na kar vpliva tudi gravitacijska sila, ki jo redno izvajajo druge bližnje galilejske lune: Ganymede in Io.

Rezultat je povečanje gravitacijskih sil v pojavu, imenovanem orbitalna resonanca, saj ostale lune gravitacijsko vlečejo na Europa v natančnih časovnih intervalih.

Laplasova resonanca

In seveda Evropa stori enako z drugimi lunami, kar ustvari neke vrste harmonijo med njimi.

Medsebojni gravitacijski učinki galilejskih lun se imenujejo Laplasova resonanca, po njenem odkritju pa francoski matematik in astronom Pierre Simon de Laplace leta 1805.

V fiziki obstaja več vrst resonance. To je redka resonanca, v kateri so obdobja revolucije treh lun v razmerju 1: 2: 4. Vsaka sila, ki deluje na katerega koli izmed članov tega sistema, se preko gravitacijske interakcije prenaša na druge.

Slika 4. Animacija orbitalne resonance med Galilejevimi sateliti. Vir: Wikimedia Commons. Uporabnik: Matma Rex / Javna domena.

Zaradi tega so sile plimovanja v celotni Evropi podvržene vdolbinam in stiskanjem, ki izvirajo iz zgoraj opisanega ogrevanja. Zaradi tega ima Evropa tudi ocean tekoče vode v njem.

Vrtljivo gibanje

Europa ima vrtilno gibanje okoli lastne osi, ki ima, kot rečeno, enako trajanje kot orbitalno obdobje, zahvaljujoč se plimski sklopki, ki jo ima z Jupitrom.

Sestava

V Evropi so prisotni enaki elementi kot na Zemlji. V ozračju je kisik, železo in silikati so v jedru, medtem ko voda, najbolj presenetljiva snov, zaseda plast pod skorjo.

Voda pod Europa je bogata z mineralnimi solmi, kot so natrijev klorid ali navadna sol. Prisotnost magnezijevega sulfata in žveplove kisline lahko delno razloži rdečkaste črte, ki prečkajo površino satelita.

Prav tako velja, da v Evropi obstajajo tolini, organske spojine, ki se tvorijo zahvaljujoč ultravijoličnemu sevanju.

Tolini prevladujejo v ledenih svetovih, kot sta Evropa in Saturnova luna Titan. Za njihovo tvorbo so potrebni ogljik, dušik in voda.

Notranja struktura

Notranja zgradba Evrope je podobna kot na Zemlji, saj ima jedro, plašč in skorjo. Njegova gostota je skupaj z gostoto Io večja kot pri drugih dveh galilejskih lunah, kar kaže na višjo vsebnost silikata.

Slika 5. Notranja zgradba štirih Galilejevih lun po teoretičnih modelih. Vir: Kutner, M. Astronomija: fizična perspektiva.

Jedro Europa ni iz staljene kovine (v nasprotju z Io), kar kaže na to, da ima voda pod skorjo visoko vsebnost mineralov, saj magnetizem Evrope izhaja iz interakcije med dobrim prevodnikom, kot je voda s solmi in intenzivno magnetno polje Jupitra.

V kamnitem plašču je veliko radioaktivnih elementov, ki pri razpadanju oddajajo energijo in so poleg ogrevanja plimovanja še en vir notranje toplote za Evropo.

Zunanja plast vode, delno zamrznjena in delno tekoča, naj bi bila na nekaterih območjih debela 100 km, čeprav drugi trdijo, da je le približno 200 m.

Vsekakor se strokovnjaki strinjajo, da je količina tekoče vode v Evropi lahko dvakrat večja, kot je na Zemlji.

Verjame se tudi, da so v razpokah ledene skorje jezera, kot je predlagano na sliki 6, ki bi lahko tudi prinesla življenje.

Ledena površina dobiva neprekinjeno interakcijo z nabitimi delci, poslanimi iz Joviavih sevalnih pasov. Jupiterjev močan magnetizem pospešuje električne naboje in jih napaja. Tako delci dosežejo površinski led in drobijo molekule vode.

V tem procesu se sprosti dovolj energije, da tvori žareče plinske oblake okoli Evrope, ki jih je opazovala sonda Cassini, ko se je usmerila proti Saturnu.

Slika 6. Notranja struktura Evrope glede na modele, ustvarjene z razpoložljivimi informacijami. Vir: Wikimedia Commons.

geologija

Misije brez posadke so dale veliko informacij o Evropi, ne le o številnih slikah z visoke ločljivosti, ki so jih poslali na površje, ampak tudi zaradi Europa-ovih gravitacijskih vplivov na vesoljska plovila.

Podobe razkrivajo zelo svetlo rumeno površino, brez opaznih reliefov, na primer visokih gora ali izrazitih kraterjev, za razliko od drugih galilejskih satelitov.

Najbolj pa je presenetljiva mreža sinuastih črt, ki se neprestano sekajo in ki jih jasno vidimo na sliki 1.

Znanstveniki verjamejo, da te črte izvirajo iz globokih razpok v ledu. Če pogledamo natančneje, imajo črne črte temen rob z lažjo osrednjo črto, ki naj bi bila produkt velikih gejzirjev.

Slika 7. Gejzirji Europa, ki jih je videl Hubble. Vir: NASA.

Ti visoki stolpci pare (plitve), visoki več kilometrov, so sestavljeni iz toplejše vode, ki se skozi lomo dviga iz notranjosti, kot poročajo opažanja iz vesoljskega teleskopa Hubble.

Nekatere analize razkrivajo sledi, ki jih je pustila voda z visoko vsebnostjo mineralov in nato izhlapele.

Možno je, da se pod skorjo Evrope na Zemlji dogajajo subdukcijski procesi, v katerih se na robovih zbližujejo tektonske plošče, ki se med seboj premikajo v tako imenovanih območjih subdukcije.

Toda za razliko od Zemlje so plošče narejene iz ledu, ki se premika čez tekoči ocean, in ne iz magme, kot se to dogaja na Zemlji.

Možno bivanje v Evropi

Številni strokovnjaki so prepričani, da lahko evropski oceani vsebujejo življenje mikrobov, saj so bogati s kisikom. Poleg tega ima Evropa vzdušje, čeprav tanko, vendar s kisikom, elementom, potrebnim za vzdrževanje življenja.

Druga možnost za podporo življenju so jezera, zakrita v ledeni skorji Evrope. Trenutno so to domneve in manjka več dokazov, ki bi jih potrdili.

Za krepitev te hipoteze še vedno dodajamo nekaj dokazov, na primer prisotnost glinenih mineralov v skorji, ki so na Zemlji povezani z organsko snovjo.

In še ena pomembna snov, ki jo po novih ugotovitvah najdemo na površini Evrope, je natrijev klorid ali navadna sol. Znanstveniki so ugotovili, da namizna sol pod prevladujočimi pogoji v Evropi pridobi bledo rumeno barvo, ki jo vidimo na površini satelita.

Če ta sol izvira iz evropskih oceanov, pomeni, da imajo zelo verjetno podobnost s kopenskimi, s tem pa tudi možnost, da živijo v življenju.

Te ugotovitve ne pomenijo nujno, da obstaja življenje v Evropi, vendar, če je potrjeno, ima satelit dovolj pogojev za svoj razvoj.

Obstaja že NASA-ina misija z imenom Europa Clipper, ki je trenutno v razvoju in bi se lahko začela v naslednjih nekaj letih.

Njeni cilji vključujejo preučevanje površja Evrope, geologijo satelita in njegovo kemično sestavo ter potrditev obstoja oceana pod skorjo. Na to bomo morali še malo počakati.

Reference

1. BBC. Zakaj je Jupitrova ledena luna Evropa najboljši kandidat za iskanje nezemeljskega življenja v Osončju? Pridobljeno: bbc.com.
2. Eales, S. 2009. Planeti in planetarni sistemi. Wiley-Blackwell.
3. Kutner, M. 2003. Astronomija: fizična perspektiva. Cambridge University Press.
4. Pasachoff, J. 2007. Kozmos: Astronomija v novem tisočletju. Tretja izdaja. Thomson-Brooks / Cole.
5. Semena, M. 2011. Osončje. Sedma izdaja. Cengage Learning.
6. Wikipedija. Evropa (luna). Pridobljeno: en.wikipedia.org.
7. Wikipedija. Europa Clipper. Pridobljeno: es.wikipedia.org.