Европа (луна)

редактировать
Наименьший галилеевский спутник Юпитера

Европа
Europa-moon-with-margins.jpg Заднее полушарие Европы примерно естественного цвета. Видный кратер в правом нижнем водяном поле - это Pwyll, а более темные области - это области, где поверхность льда Европы имеет более высокое содержание минералов. Снято 7 сентября 1996 года космическим кораблем Галилео.
Открытие
Обнаружено Галилео Галилей. Саймоном Мариусом
Дата открытия8 января 1610 года
Обозначения
Произношение
Назван послеυρώπη Eyrōpē
Альтернативные имена Юпитер II
Прилагательные Europan
Орбитальные характеристики
Эпоха 8 января 2004 г....
Периапсис 664862 км
Апоапсис 676938 км
Средняя орбита радиус 670900 км
Эксцентриситет 0,009
Орбитальный период 3, 551181 d
Средняя орбитальная скорость 13,740 км / с
Наклонение 0,470 ° (к экватору Юпитера). 1,791 ° (к эклиптике )
Спутник Юпитер
Группа Галилеев спутник
Физические характеристики
Средний радиус1560,8 ± 0,5 км (0,245 Земли )
Площадь поверхности 3,09 × 10 км (0,061 Земли)
Объем 1,593 × 10 км (0,015 Земли)
Масса (4,799844 ± 0,000013) × 10 кг (0,008 Земли)
Средняя плотность 3,013 ± 0,005 г / см
Поверхностная сила тяжести 1,314 м / с (0,134 г)
Фактор инерции 0,346 ± 0,005 (оценка)
Скорость убегания 2,025 км / с
Период вращения Синхронный
Наклон оси 0,1 °
Альбедо 0,67 ± 0,03
Поверхность Температура. минсреднеемакс
Поверхность≈ 50 K 102 K (−171,15 ° C)125 K
Видимая звездная величина 5,29 (оппозиция )
Атмосфера
Поверхность давление 0,1 мкПа (10бар )

Европа(О нас этот звук слушать ), или Юпитер II, является наименьшим из четырех галилеевых, вращающихся вокруг Юпитера, и шестым по близости к планете из всех 79 известные спутники Юпитера. Это также шестой по величине спутник в Солнечной системе. Европа была открыта в 1610 году Галилео Галилеем и названа в честь , финикийской Европы матери царя Миноса с Крита и любовник Зевса (греческий эквивалент римского бога Юпитера ).

Немного меньше Луны на Земле, Европа в основном состоит из силикатной породы и имеет водно-ледяную корку и, вероятно, железо-никелевый сплав ядро. У него очень тонкая атмосфера, состоящая в основном из кислорода. Его поверхность исчерчена трещинами и прожилками, но кратеров относительно мало. В дополнение к наблюдениям с помощью телескопа, привязанного к Земле, Европа была исследована с помощью серии пролетов космических зондов, произошел в начале 1970-х годов.

У Европы самая гладкая поверхность из всех известных твердых объектов Солнечной системы. Кажущаяся молодость и гладкость поверхности приводит к гипотезе о том, что водный океан существует под поверхностью, который предположительно может содержать внеземную жизнь. Преобладающая модель предполагает, что тепло от приливного изгиба заставляет вызывать движение подобное, подобное тектонике плит, поглощающей химические вещества с поверхности в океан внизу. Морская соль из подповерхностного океана может покрывать некоторые геологические объекты на Европе, предполагая, что океан взаимодействует с морским дном. Это может иметь важное значение для определения пригодности Европы для жилья. Кроме того, космический телескоп Хаббл обнаружил шлейфы водяного пара, подобные тем, которые наблюдались на спутнике Сатурна Энцеладе, которые, как считается, вызваны извержением криогайзеров .. В мае 2018 года астрономы продемонстрировали доказательства сексуального шлейфа в Европе, основанные на обновленных данных, полученные с космического зонда Галилео, вращался вокруг Юпитера с 1995 по 2003 год. Такая активность шлейфа может помочь исследователям в поиске жизни в недрах европейского океана без необходимости приземляться на Луну.

Миссия Galileo, запущенная в 1989 году, предоставляет большую часть текущих данных по Европе. На Европу еще не приземлился ни один космический корабль, хотя было предложено несколько исследовательских миссий. Миссия Европейского космического агентства Jupiter Icy Moon Explorer (JUICE) - это миссия на Ганимед, которая должна быть запущена в 2022 году и будет запущена два пролета над Европой.. Запланированный НАСА Europa Clipper должен быть запущен в 2025 году.

Содержание

  • 1 Открытие и название
  • 2 Орбита и вращение
  • 3 Физические характеристики
    • 3.1 Внутренняя структура
    • 3.2 Особенности поверхности
      • 3.2.1 Lineae
      • 3.2.2 Другие геологические особенности
    • 3.3 Подземный океан
      • 3.3.1 Состав
      • 3.3.2 Источники тепла
        • 3.3.2.1 Приливное трение
        • 3.3.2.2 Приливное изгибание
        • 3.3.2.3 Радиоактивный распад
      • 3.3.3 Плюмы
    • 3.4 Атмосфера
  • 4 Исследования
    • 4.1 Будущие миссии
    • 4.2 Старые предложения
  • 5 Потенциал обитаемости
  • 6 См. Также
  • 7 Примечания
  • 8 Ссылки
    • 8.1 Дополнительная литература
  • 9 Внешние ссылки

Открытие и наименование

Европа вместе с другими большими лунами Юпитера, Io, Ганимед и Каллисто были обнаружены Галилео Галилеем 8 января 1610 года и, возможно, независимо Симоном Мариусом. Первое зарегистрированное наблюдение Ио и Европы было сделано Галилеем 7 января 1610 года с помощью рефракторного телескопа с помощью телескопа 20 × в Универсальное Падуи. Однако в этом наблюдении Галилей не смог разделить Ио и Европу из-за малого увеличения своего телескопа, так что они были записаны как одна световая точка. На следующий день, 8 января 1610 года (используется МАС в дату открытия Европы), Ио и Европа были впервые замечены как отдельные тела во время наблюдений Галилео за системой Юпитера.

Европа - тезка Европы, дочери царя Тира, финикийской дворянки в греческой мифологии. Как и все спутники Галилеи, Европа названа в честь возлюбленного Зевса, греческого аналога Юпитера. За Европой ухаживал Зевс, и она стала царицей Крита. Схема именования была предложена Симоном Мариусом, который приписал это предложение Иоганну Кеплеру :

... Inprimis autem Celebrantur tres fœminæ Virgines, quum furtivo amore Iupiter captus positus est... Europa Agenoris filia... мой голос... Secundus Europa... [Ио,] Европа, Ganimedes puer, atque Calisto, lascivo nimium perplacuere Jovi.

... Во-первых, три молодые женщины, захваченные Юпитером из тайной любви, будут удостоены чести, [включая] Европу, дочь Агенора... Вторую [луну] я называю Европой... Ио, Европа, мальчик Ганимед и Каллисто очень понравились похотливому Юпитеру.

Эти имена попали в немилость для в течение значительного времени и не возродились в массовое использование до середины 20-го века. В большей части более ранней астрономической литературы Европа просто обозначается римской цифрой как Юпитер II (система, также введенная Галилеем) или как «второй спутник Юпитера».. В 1892 году открытие Амальтеи, орбита которой была ближе к Юпитеру, чем орбита галилеевых спутников, выдвинуло Европу на третью позицию. Зонды "Вояджер" представится еще три внутреннего спутника в 1979 году, так что Европа теперь считается шестым спутником Юпитера, хотя до сих пор регистрируется как Юпитер II. Форма прилагательного стабилизировалась как Европа.

Орбита и вращение

Анимация резонанса Лапласа Ио, Европы и Ганимеда (соединения выделены изменением цвета)

Орбиты Европы Юпитер всего за три с половиной дня, с радиусом орбиты около 670 900 км. При эксцентрис верхние орбиты, равном всего 0,009, сама орбита почти круглая, а наклон орбиты относительно экваториальной плоскости Юпитера невелик, на 0,470 °. Как и ее собратья галилеевы спутники, Европа приливно привязана к Юпитеру, при этом одно полушарие Европы постоянно обращено к Юпитеру. Из-за этого на поверхности Европы есть субъюпитерианская точка, с которой Юпитер, казалось бы, висит прямо над головой. Главный меридиан Европы - это линия, проходящая через эту точку. Исследования показывают, что приливная блокировка может быть неполной, поскольку было предложено несинхронное вращение : Европа идет быстрее, чем вращается по орбите, или, по крайней мере, делала это в прошлом. Это говорит об асимметрии во внутреннем распределении массы и о том, что слой подповерхностной жидкости отделяет ледяную кору от каменистой внутренней части.

Небольшой эксцентриситет орбиты Европы, поддерживаемый гравитационными возмущениями от других галилейских островов, субмарину Европы. -Точка Джовиана колеблется вокруг среднего положения. По мере того, как Европа приближается к Юпитеру, гравитационное притяжение Юпитера увеличивается, в результате чего Европа удлиняется к нему и от него. По мере того, как Европа немного удаляется от Юпитера, гравитационная Юпитера уменьшается, заставляя Европу расслабляться, более сферическую форму, и создавая приливы в ее океане. Эксцентриситет орбиты непрерывно накачивается ее резонансом среднего движения с Ио. Таким образом, приливное изгибание разминает внутреннюю часть Европы и дает ей источник тепла, что, возможно, позволяет океану оставаться жидким во время подповерхностных геологических процессов. Конечным источником этой энергии является вращение Юпитера, которое использует через приливы, которые она поднимает на Юпитере, и передается в Европе и Ганимеду в результате орбитального резонанса.

Анализ уникальных трещин, выстилающих Европу, показал, что вероятно, в какой-то момент он вращался вокруг наклонной оси. Это так, то объясняет многие особенности Европы. Обширная сеть пересекающихся трещин на европейском континенте, вызванных глобальными приливами в ее океане. Наклон Европы может повлиять на расчеты того, какая часть ее истории записана в ее замороженной оболочке, сколько тепла генерируется приливами в ее океане и даже как долго океан был жидким. Его ледяной слой должен растягиваться, чтобы приспособиться к этому изменению. Когда возникает слишком много напряжения, он трескается. Наклон оси Европы может указывать на то, что ее трещины намного более недавними, чем считалось ранее. Причина этого в том, направление спинового полюса может меняться на несколько градусов в день, завершая один период прецессии за несколько месяцев. Наклон также может повлиять на оценку возраста океана Европы. Считается, что приливные силы генерируют тепло, которое удерживает океан Европы в жидком состоянии, а наклон оси вращения приводит к тому, что приливные силы генерируют больше тепла. Такое дополнительное тепло может оставаться жидким в течение более длительного времени. Однако еще не определено, когда мог произойти этот предполагаемый сдвиг оси вращения.

Физические характеристики

Сравнение размеров Европы (внизу) с Луной (вверху слева) и Землей (справа)

Европа немного меньше, чем Луна. Имея длину чуть более 3100 километров (1900 миль) в диаметре, это шестой по величине спутник и пятнадцатый по величине объект в Солнечной системе. Хотя он с большим отрывом является обозначенным массивным из галилеевых спутников, он, тем не менее, массивнее, чем все спутники Солнечной системы, меньшего размера, чем он сам вместе взятый. Его объемная плотность предполагает, что он похож по составу на планете земной группы, в основном состоит из силикат горной породы.

Внутренняя структура

По оценкам что Европа имеет внешний слой воды толщиной около 100 км (62 мили); часть застыла в виде корки, а часть - в виде жидкого океана подо льдом. Недавние данные о магнитном поле с орбитального аппарата Галилео показали, что Европа вызывает индуцированное магнитное поле в результате взаимодействия с Юпитером, что предполагает подповерхностного проводящего слоя. Этот слой, вероятно, представляет собой соленый жидко-водный океан. По оценкам, части земной коры претерпели вращение почти на 80 °, почти перевернувшись (см. истинное полярное блуждание ), что было бы маловероятно, если бы лед был прочно прикреплен к мантии. Европа, вероятно, содержит металлическое железное ядро.

Особенности поверхности

Приблизительный естественный цвет (слева) и улучшенный цвет (справа) Галилей, вид ведущего полушария

Европа - самый гладкий из известных объектов Солнечной системы, системы которых отсутствуют крупномасштабные детали, такие как горы и кратеры. Согласно одному исследованию, экватор Европы может быть покрыт ледяными шипами, называемыми пенитентами, которые достигают 15 метров в высоту из-за прямого солнечного света на экваторе, из-за чего лед становится возвышенным., образующие вертикальные трещины. Хотя изображения, полученные с орбитального аппарата «Галилео», не имеют разрешения, необходимого для подтверждения этого, данные радара и тепловые данные согласуются с этой интерпретацией. Выступающие отметины, пересекающие Европу, в основном представляют собой элементы альбедо, которые подчеркивают низкий уровень местности. На Европе мало кратеров, потому что ее поверхность слишком активна в тектоническом и поэтому молода. Ледяная кора Европы имеет альбедо (коэффициент отражения света) 0,64, что является одним из самых высоких показателей среди всех лун. Это указывает на молодую и активную из частот частоты кометных бомбардировок, которые испытывает Европу, возраст поверхности составляет от 20 до 180 миллионов лет. В настоящее время нет полного научного консенсуса среди некоторых противоречивых качеств поверхности Европы.

Уровень радиации на поверхности Европы эквивалентен дозе около 5400 мЗв (540 rem ) в день, количество радиации, которое могло бы вызвать серьезное заболевание или смерть у людей, облученных в течение одного дня.

Lineae

Реалистичная цветная мозаика Галилея анти- Полушарие Юпитера с многочисленными линиями Цветное изображение, показывающее замысловатый узор линейных трещин на поверхности Европы

Наиболее поразительные особенности поверхности Европы - это серия темных полос, пересекающих весь земной шар, называемых линиями (английский: линии). Внимательное изучение показывает, что края коры Европы по обе стороны от трещин сместились относительно друг друга. Более крупные имеют диаметр более 20 км, часто с темными размытыми внешними краями, регулярными полосами и центральной полосой из более светлого материала. Наиболее вероятная гипотеза состоит в том, что линии на Европе образовались в результате серии извержений теплого льда, когда кора Европы распространилась, обнажая более теплые слои под ней. Эффект был бы аналогичен тому, который наблюдается в океанических хребтах Земли. Считается, что эти изменения переломы в степени были вызваны приливным изгибом Юпитера. Когда Европа приливно привязана к Юпитеру и поэтому всегда одинаковую ориентацию по отношению к Юпитеру, модели напряжений должны формировать отчетливую и предсказую модель. Однако только самый молодой перелом Европы соответствует предсказанной схеме; другие переломы, по-видимому, имеют все более разную ориентацию, чем старше они становятся. Это можно объяснить, если поверхность Европы вращается немного быстрее, чем ее внутренняя часть, эффект, который возможен из-за того, что подземный океан механически отделяет поверхность Европы от ее скалистой мантии, а также влияние гравитации Юпитера на внешнюю ледяную кору Европы. Сравнение фотографий космических кораблей «Вояджер» и «Галилео» служит для верхнего предела этого гипотетического проскальзывания. Полный оборот внешней жесткой оболочки относительно внутренней части Европы занимает не менее 12000 лет. Исследования Voyager и Galileo аналогичны инструментам на поверхности Европы, предполагая, как трещины океанским хребтам, так и плиты тектоническим плитам на поверхности Европы. Земля перерабатывается в расплавленные недра. Предполагается, что Европа может иметь активную тектонику плит, Землю. Физика, управляющая этой тектонической плиткой, могла бы напоминать те, которые могли бы напоминать те, которые могли бы напоминать те, которые могли бы напоминать те, что могли бы напоминать тектонику земных плит, поскольку противостоящие потенциальные движения плитного типа в коре Европы, значительно сильнее, чем силы, которые могли бы их двигать.

Другие геологические особенности

Слева: особенности поверхности, указывающие на приливное изгибание : линии, линзы и область Хаоса Конамары (крупный план, справа), где скалистые, пики высотой 250 м и гладкие пластины друг с другом

Другими чертами, присутствующими на Европе, являются круглые и эллиптические лентикулы (латинское для «веснушек»). Многие из них - купола, некоторые - ямы, а некоторые - гладкие темные пятна. Другие имеют беспорядочную или грубую текстуру. Вершины куполов выглядят как части равнины вокруг них предполагая, что купола образовались, когда равнины были вытолкнуты снизу.

Согласно одной из гипотез, эти лентикулы были сформированы диапирами теплый лед поднимается сквозь более холодный лед внешней коры, очень похоже на магматические очаги в земной коре. Гладкие темные пятна могут быть образованы талой водой, выделяющейся, когда теплый лед прорывается через поверхность. Грубые, беспорядочные лентикулы (называемые областями «хаоса»; например, Conamara Chaos ) затем будут сформированы из множества мелких фрагментов корки, погруженных в бугристый, темный материал, выглядящие как айсберги в море.

Альтернативная гипотеза предполагает, что лентикулы на самом деле представляют собой небольшие области хаоса и что заявленные ямы, пятна и купола являются артефактами, возникшими в результате чрезмерной интерпретации ранних изображений с низким разрешением Galileo. Подразумевается, что лед слишком тонкий, чтобы поддерживать модель конвективного диапира образования пространственных объектов.

В ноябре 2011 года группа исследователей из Техасского университета в Остине и других мест представила доказательства. в журнале Природа, предполагая, что многие объекты "местности с хаосом " на огромных озерах с жидкой водой. Эти озера будут полностью заключены в ледяную внешнюю оболочку Европы и будут отличаться от жидкого океана, который, как считается, существует дальше под ледяной оболочкой. Для полного озер потребуется космическая миссия, предназначенная для исследования ледяной оболочки физически или косвенно, например, с помощью радара.

Подземный океан

Две возможные модели Европы

Ученые 'консенсус состоит в том, что слой жидкой воды существует под поверхностью Европы, и что тепло от приливных изгибов позволяет подповерхностному океану оставаться жидким. Температура поверхности Европы в среднем составляет около 110 K ​​(-160 ° C ; -260 ° F ) на экваторе и только 50 K (-220 ° C; - 370 ° F) на полюсах, сохраняя ледяную корку Европы твердой, как гранит. Первые намеки на подповерхностный океан пришли из теоретических соображений приливного сообщения (следствие слегка эксцентричной орбиты и орбитального резонанса с другими галилеев Европы спутниками). Члены группы визуализации Galileo доказывают существование подземного океана на основе анализа изображений Voyager и Galileo. Наиболее ярким примером является «хаос местность», обычное явление на поверхности Европы, интерпретируют как регион, где подземный океан растаял через ледяную кору. Эта интерпретация спорна. Большинство геологов, изучавших Европу, отдают предпочтение так называемой модели «толстого льда», согласно которой океан редко, если вообще когда-либо, взаимодействовал с современной поверхностью. Лучшее свидетельство в пользу моделей толстого льда - исследование больших кратеров Европы. Самые крупные ударные структуры окружены концентрическими кольцами. на основе этого и на основе расчетного количества тепла европейскими приливами, толщиной внешней корки твердого льда, который составляет примерно 10–30 км (6–19 миль), включая пластичный слой «теплого льда», может означают, что глубина жидкого внизу может составлять около 100 км (60 миль). Это приводит к тому, что объем океанов Европы составляет 3 × 10 м, что в два или три раза большого объема океанов Земли.

Модель тонкого льда предполагает, что толщина ледяной оболочки Европы может составлять всего несколько километров. Однако самые верхние учитывающие слои коры приводят к выводу, что эта модель ведет себя упруго под воздействием приливов Юпитера. Одним из примеров является анализ изгиба, в котором моделируется плоскость или сфера, взвешенная и изгибаемая под большой нагрузкой. Аналогичные модели предполагают, что толщина внешней упругой части ледяной корки может достигать 200 метров (660 футов). Если ледяной панцирь Европы действительно имеет толщину всего несколько километров, эта модель «тонкого льда» будет означать, что регулярный контактких недр с поверхностью мог происходить через открытые гребни, вызывая образование области хаотической местности.

Композиция

Крупный план Европы, полученный 26 сентября 1998 г.; изображения по часовой стрелке от верхнего левого угла показывают местоположение с севера на юг, как указано в нижнем левом углу.

Орбитальный аппарат Галилео обнаружил, что Европа имеет слабый магнитный момент, который индуцирует изменяющуюся часть магнитного поля Юпитера.. Напряженность поля на магнитном экваторе (около 120 нТл ), создаваемая этим магнитным моментом, составляет примерно одну шестую напряженность поля Ганимеда и шесть раз больше поля Каллисто. Для существования индуцированного момента требуется слой материала с высокой электропроводностью внутри Европы. Наиболее вероятным кандидатом на эту роль большой подземный океан жидкой соленой воды.

С тех пор, как космический корабль «Вояджер» пролетел мимо Европы в 1979 году, ученые работали, чтобы понять состав красновато-коричневого материала, покрывающего трещины и другие объекты. геологически молодые объекты на поверхности Европы. Спектрографические данные свидетельствуют о том, что темные, красноватые полосы и детали на поверхности Европы могут быть богаты солями, такими как сульфат магния, отложившимися в результате испарения воды, появившимися изнутри. Гидрат серной кислоты - другое возможное объяснение загрязнения, наблюдаемого спектроскопически. В случае наличия этих материалов бесцветные или белые в чистом виде, присутствовать и другой материал, чтобы обеспечить красноватый цвет, и наличием соединений серы.

Другая гипотеза о окрашенных области - это то, что они состоят из абиотических электрических соединений, вместе называемых толинами. Морфология ударных кратеров и хребтов указывает на то, что флюидизированный поднимается вверх из трещин, где имеют место пиролиз и радиолиз. Для образования цветных толинов на Европе должен быть источник материалов (углерод, азот и вода) и источник энергии для протекания. Предполагается, что примеси в водяной ледяной коре Европы возникают как изнутри в виде криовулканических событий, которые всплывают на поверхности тела, так и накапливаются из космоса в виде межпланетной пыли. Толины имеют важные астробиологические последствия, поскольку они могут играть роль в пребиотической химии и абиогенезе.

Присутствие хлорида натрия во внутреннем океане было предположено 450 Характеристика в нм, характерная для облучение кристаллов NaCl, которая была обнаружена в HST наблюдениями за областями недавнего подповерхностного апвеллинга.

Источники тепла

Приливные нагреватели происходит посредством процессов приливного трения и приливного изгиба, вызванных приливным ускорением : орбитальная и вращательная энергия рассеиваются в виде тепла в ядре Луны, внутреннего океана и ледяной корки.

Приливное трение

Океанские приливы преобразуются в тепло за счет потерь на трение в океан и их взаимодействие с твердым дном и с верхней коркой льда. В конце 2008 года было высказано предположение, что Юпитер может согревать океаны Европы, генерируя большие планетарные приливные волны на Европе из-за его небольшого, но ненулевого угла наклона. Это генерирует так называемые волны Россби, которые распространяются довольно медленно, всего несколько километров в день, но могут генерировать значительную кинетическую энергию. Для текущей наклона оси в 0,1 градуса резонанс от волн Россби будет содержать 7,3 × 10 Джетической энергии, что в две тысячи раз больше, чем у потока, возбуждаемого доминирующими приливными силами. Рассеяние этой энергии может быть мощным источником тепла в океане Европы.

Приливное изгибание

Приливное изгибание сминает внутреннюю часть Европы и ледяную оболочку, которая становится источником тепла. В зависимости от величины наклона, тепло, выделяемое океанским потоком, может быть в 100–000 раз больше, чем тепло, выделяемое изгибом скалистого ядра Европы в ответ на гравитационное притяжение Юпитера и других лун, вращающихся вокруг этой планеты. Морское дно Европы может быть нагрето за постоянным изгиба Луны, вызывающего гидротермальную активность, подобную подводным вулканам в океанах Земли.

Эксперименты и моделирование льда, опубликованные в 2016 году, показывают, что диссипация приливных изгибов может генерировать на порядок больше тепла в атмосфере. Лед Европы, чем предполагали ранее ученые. Их результаты показывают, что большая часть тепла, выделяемого льдом, на самом деле исходит от кристаллической структуры (решетки) льда в результате деформирования, а не трения между ледяными формами. Чем больше деформация ледяного покрова, тем больше тепла выделяется.

Радиоактивный распад

В дополнение к приливному нагреву, внутренняя часть Европы может также нагреваться за счет распада радиоактивного материала (радиогенное нагревание ) в каменистой мантии. Это означает, что приливный нагрев играет роль в Европе.

Шлейфы

Шлейфы воды в Европе, обнаруженные с помощью космического зонд Galileo Фотокомпозиция предполагаемых водяных шлейфов на Европе

Космический телескоп Хаббл получил изображение Европы в 2012 году, которое было интерпретировано как шлейф из воды пар выходит из-под его южного полюса. Изображение предполагает, что шлейф может быть высотой 200 км (120 миль), что более чем в 20 раз большой высоты горы. Эверест. Было высказано предположение, что если они существуют, то носят эпизодический характер и могут появиться, когда Европа находится в самой дальней точке от Юпитера, в соответствии с предсказаниями моделирования приливной силы. Дополнительные данные, представленные с помощью космического телескопа Хаббл, представлены в сентябре 2016 года.

В мае 2018 года астрономы подтвердили подтверждающие доказательства активности водяного шлейфа в Европе, основанные на обновленном критическом анализе данных, полученные с космического зонда Galileo. который вращался вокруг Юпитера в период с 1995 по 2003 год. Галилей пролетел над Европой в 1997 году в пределах 206 км (128 миль) от поверхности Луны, и исследователи предполагают, что он, возможно, пролетел через водяной шлейф. Такая активность шлейфа может помочь исследователям в поисках жизни в недрах европейского океана без необходимости приземляться на Луну.

Приливные силы примерно в 1000 сильнее, чем влияние Луны на Земля. Единственная другая луна в Солнечной системе, на которой видны струи водяного пара, - это Энцелад. Расчетная скорость извержения на Европе составляет около 7000 кг / с по сравнению с примерно 200 кг / с для шлейфов Энцелада. Это подтвердится, это откроет возможность пролета через шлейф и получить образец для анализа на месте без необходимости использовать спускаемый аппарат и пробурить километры льда.

Атмосфера

Наблюдения с спектром высокого разрешения Годдарда космического телескопа Хаббл, впервые описанный в 1995 году, показал, что Европа имеет тонкую атмосферу, существую в основном из молекулярного кислорода (O2), а некоторые водяной пар. Поверхностное давление атмосферы Европы составляет 0,1 мкПа, что в 10 раз больше, чем у Земли. В 1997 году космический корабль «Галилео» подтвердил наличие разреженной ионосферы (верхний атмосферный слой заряженных частиц) вокруг Европы, созданной солнечным излучением и энергичными частями из магнитосферы Юпитера, что свидетельством атмосферы.

Магнитное поле вокруг Европы. Красная линия показывает траекторию полета космического корабля «Галилео» во время типичного пролета (E4 или E14).

В отличие от кислорода в атмосфере Земли, кислород Европы не имеет биологического происхождения. Поверхностная атмосфера образует посредством радиолиза, диссоциации молекулы посредством излучения. Солнечное ультрафиолетовое излучение и заряженные частицы (ионы и электроны) из магнитосферной среды Юпитера сталкиваются с ледяной поверхностью Европы, расщепляя воду на составляющие кислород и водород. Затем эти химические компоненты адсорбируются и «распыляют » в атмосфере. Они создают атмосферу, создающую атмосферу. Молекулярный кислород - самый плотный компонентеры атмосферы, потому что он имеет долгое время жизни; после возвращения на поверхность он не слипается (замерзает), как молекула воды или перекиси водорода, а скорее десорбируется с поверхности и запускает новую баллистическую дугу. Молекулярный водород никогда не воздействует на поверхность, как он достаточно легкий, чтобы избежать поверхностной силы тяжести Европы.

Наблюдения за поверхностью проявляется, что часть молекулярного кислорода, образующегося при радиолизе, не выбрасывается с поверхности. Поверхность может взаимодействовать с подземным океаном (с учетом геологического обсуждения выше), этот молекулярный кислород может проникать в океан, где он может помочь в биологических процессах. Одна оценка предполагает, что, учитывая скорость обновления, получится на основе кажущегося внешнего образования поверхностного льда Европы ~ 0,5 млрд лет, субдукция радиолитически генерируемых окисляющих веществ может привести к созданию свободного кислорода в океане, сравнимым с таковыми в глубоководных слоях суши.

Молекулярный водород, покидающий гравитацию Европы, вместе с атомарным и молекулярным кислородом, образует газовый тор вблизи орбиты Европы вокруг Юпитера. Это «нейтральное облако» было обнаружено как космическими аппаратами Кассини, так и космическими кораблями «Галилео», и оно имеет большее содержание (количество атомов и молекул), чем нейтральное облако, окружающее внутренний спутник Юпитера Ио. Модели, что почти каждый атом или молекула в торе Европы, в конечном итоге ионизируется, оказывается таким образом источником магнитосферной плазмы Юпитера.

Исследование

В 1973 Pioneer 10 сделал первые фотографии крупным планом. Европа - однако зонд находился слишком далеко, чтобы получить более подробные изображения Европа, подробно наблюдаемая в 1979 году на Вояджере 2

Исследование Европы началось с облета Юпитера Пионера 10 и 11 в 1973 и 1974 годах соответственно. Первые фотографии крупным планом были низкого разрешения по сравнению с более поздними миссиями. Два зонда "Вояджер" прошли через систему Юпитера в 1979 году, предоставив более подробные изображения ледяной поверхности Европы. Эти изображения заставили многих ученых задуматься о возможности наличия жидкого океана внизу. Начиная с 1995 года космический зонд "Галилео" находился на орбите Юпитера в течение восьми лет, до 2003 года, и на сегодняшний день обеспечил наиболее подробное исследование галилеевых спутников. Он включал в себя "Миссию Галилео Европа" и "Миссию Галилео Миллениум" с многочисленными облетами Европы с близкого расстояния. В 2007 году New Horizons запечатлел Европу, когда она летела над системой Юпитера на пути к Плутону.

Будущие миссии

Предположения относительно внеземной жизни обеспечили высокий авторитет Европе и привели к постоянному лоббированию будущих миссий. Цели этих миссий варьировались от изучения химического состава Европы до поиска внеземной жизни в ее предполагаемых подповерхностных океанах. Роботизированные миссии на Европу должны выдержать высокую радиационную среду вокруг Юпитера. Поскольку Европа глубоко погружена в магнитосферу Юпитера, Европа получает около 5,40 Зв излучения в день.

В 2011 году США рекомендовали миссию в Европу Десятилетний обзор планетарной науки. В ответ НАСА заказало в 2011 году концептуальные исследования посадочного модуля «Европа», а также концепцию облета Европы (Europa Clipper) и орбитального аппарата «Европа». Вариант орбитального элемента концентрируется на науке об «океане», в то время как элемент с множественным пролетом (Clipper) концентрируется на химии и энергетике. 13 января 2014 года Комитет по ассигнованиям Палаты представителей объявил о новом двухпартийном законопроекте, который включает финансирование в размере 80 миллионов долларов для продолжения программы «Европа м. Изучение концепций Исии».

  • В 2012 году Jupiter Icy Moon Explorer (JUICE) был выбран Европейским космическим агентством (ESA ) в качестве запланированной миссии. Эта миссия включает два пролета над Европой, но больше ориентирована на Ганимед.
  • Europa Clipper. В июле 2013 года лаборатория реактивного движения представила обновленную концепцию полета над Европой под названием Europa Clipper. (JPL) и Лаборатория прикладной физики (APL). В мае 2015 года НАСА объявило, что приняло решение о разработке миссии Europa Clipper, и раскрыло инструменты, которые она будет использовать. Цель Europa Clipper - исследовать Европу с целью изучения ее пригодности для обитания и помочь выбрать места для будущего посадочного модуля. Europa Clipper не будет вращаться вокруг Европы, а вместо этого будет вращаться вокруг Юпитера и совершит 45 облетов на малой высоте Европы во время предполагаемой миссии. Зонд будет нести радар, проникающий в лед, коротковолновый инфракрасный спектрометр, топографический формирователь изображений и спектрометр ионной и нейтральной массы.
  • Europa Lander (NASA) - это недавняя концептуальная миссия, которая изучается. Исследования 2018 года показывают, что Европа может быть покрыта высокими зазубренными ледяными шипами, что создает проблему для любой потенциальной посадки на ее поверхность.

Старые предложения

Слева: концепция художника криобота и его развернутого " гидробот "погружной". Справа: концепция миссии Europa Lander Mission, NASA 2005.

В начале 2000-х Jupiter Europa Orbiter, возглавляемый NASA, и Jupiter Ganymede Orbiter, возглавляемый ESA, были предложены вместе в качестве Флагманская миссия на внешней планете к ледяным спутникам Юпитера под названием Миссия системы Юпитер в Европе с запланированным запуском в 2020 году. В 2009 году она имела приоритет над Системной миссией Титан Сатурн. В то время была конкуренция со стороны других предложений. Япония предложила Магнитосферный орбитальный аппарат Юпитера.

Орбитальный аппарат Юпитера Европа был концептуальным исследованием ESA Cosmic Vision 2007 года. Другой концепцией был Ice Clipper, в котором использовался бы ударник, аналогичный миссии Deep Impact - он произвел бы контролируемое врезание в поверхность Европы, создав шлейф обломков, который затем был бы col

Jupiter Icy Moons Orbiter (JIMO) был частично используемым космическим аппаратом, работающим на делении энергии с разработанными ионными двигателями, который был отменен в 2006 году. Он был частью Project Prometheus. Миссия Europa Lander Mission предложила для JIMO небольшой спускаемый аппарат Europa с ядерной установкой. Он будет путешествовать с орбитальным аппаратом, который также будет функционировать как ретранслятор с Землей.

Орбитальный аппарат Европы - Его цель будет состоять в том, чтобы охарактеризовать протяженность океана и его связь с более глубокими недрами. Полезная нагрузка прибором может быть в себя радиоподсистему, лазерный высотомер, магнитометр, зонд Ленгмюра и картографическую камеру. Орбитальный аппарат Europa получил одобрение в 1999 году, но был отменен в 2002 году. Этот орбитальный аппарат был оснащен специальным радаром, проникающим через лед, который позволяет ему сканировать под поверхность.

Были выдвинуты более амбициозные идеи, включая импактор в сочетании с термобуром для поиска биосигнатур, которые могут быть заморожены на мелководье.

Другое предложение, выдвинутое в 2001 году, рост к большой ядерной установке «зонд плавления» (криобот ), который растапливал бы лед, пока не достигал океана внизу. Когда он достигнет воды, он запустит автономный подводный аппарат (гидробот ), который будет собирать информацию и отправлять ее обратно на Землю. Чтобы предотвратить предотвращение земных организмов вместо локальной жизни и предотвратить загрязнение подземных вод океана. Этот предлагаемый подход еще не достиг стадии формального концептуального планирования.

Потенциал обитаемости

A черный курильщик в Атлантическом океане. Подать геотермальной энергии этот и другие типы гидротермальных источников химическое равновесие, которое может обеспечить источники энергии для жизни.

Пока нет доказательств существования жизни в Европе., но Европа стала одним из наиболее вероятных мест в Солнечной системе для потенциальной обитаемости. Жизнь могла существовать в ее подледном океане, возможно, в среде, подобным глубоководным океанам Земли гидротермальным источникомм. Даже если в Европе отсутствует вулканическая гидротермальная активность. 185>вулканизм. В 2015 году объявили, что соль из подземного океана, вероятно, покрывает некоторые геологические объекты на Европе, предполагая, что океан взаимодействует с морским дном. Это может быть важно для определения пригодности Европы для жилья. Вероятное подозрение жидкой воды в контакте со скалистой мантией Европы вызвало призывы отправить туда зонд.

Европа - возможное воздействие радиации на химические вещества биосигнатур

Энергия, создаваемая приливными силами, активизирует геологические процессы внутри Европы, точно так же, как они происходят в гораздо более очевидной степени на ее сестре-луне Ио. Хотя Европа, как и Земля, может обладать внутренним источником энергии от радиоактивного распада, энергия, генерируемая приливными изгибами, будет на несколько порядков больше, чем любой радиологический источник. Жизнь на Европе может существовать в группах вокруг гидротермальных организмов на дне океана или под дном океане, где, как известно, на Земле обитают эндолиты. В качестве альтернативы, он может существовать, цепляясь за нижнюю поверхность ледяного слоя Европы, подобно водорослям и бактериям в полярных регионах Земли, или свободно плавать в океане Европы. Существуют биологические процессы, подобные тем, которые известны на Земле, не имеют места. Если он будет слишком соленым, только крайние галофилы смог выжить в такой среде. В 2010 году модель предложена Ричардом Гринбергом из Университета Аризоны, предполагала, что облучение льда на поверхности Европы может насытить ее кору кислородом и перекисью, которые могут быть перенесены тектоническими процессами во внутренние глубины океана. Такой процесс может сделать океан Европы таким же насыщенным кислородом, как наш собственный, всего за 12 миллионов лет, допуская многоклеточных форм жизни.

Имеются данные, свидетельствующие о существовании озер с жидкой оболочкой, полностью заключенных в ледяную внешнюю оболочку и в отличие от жидкого океана, который, как считается, существует глубже, под ледяной оболочкой. Если это подтвердится, озеро может стать еще одним потенциальным местом обитания для жизни. Факты свидетельствуют о том, что перекись водорода на большей части поверхности Европы. Использование жидкой воды в жидкой форме.

Глиноподобные минералы (в частности, филлосиликаты ), часто связанные с органическим веществом на Земле, были обнаружены на ледяной коре Европы. Присутствие минералов могло быть результатом столкновения с астероидом или кометой . Некоторые ученые предположили, что жизнь на Земле могла быть выброшена в результате столкновения астероидов и прибыла на спутники Юпитера в процессе, называемом литопанспермия.

См. Также

  • Порталечной системы
  • Астрономический портал
  • icon Биологический портал

Примечания

Ссылки

Дополнительная литература

  • Ротери, Дэвид А. (1999). Спутники внешних планет: миры сами по себе. Oxford University Press, США. ISBN 978-0-19-512555-9.
  • Харланд, Дэвид М. (2000). Юпитер Одиссея: История миссии НАСА Галилео. Springer. ISBN 978-1-85233-301-0.

Внешние ссылки

Викискладе есть медиафайлы, связанные с Европой (луной).

Последняя правка сделана 2021-05-19 07:20:46
Содержание доступно по лицензии CC BY-SA 3.0 (если не указано иное).
Обратная связь: support@alphapedia.ru
Соглашение
О проекте