EURÓPA (SATELIT): CHARAKTERISTIKA, ZLOŽENIE, OBEŽNÁ DRÁHA, POHYB - ARTE - 2025

Európa je prírodný satelit alebo mesiac Jupitera, ktorý objavil v roku 1610 taliansky astronóm Galileo Galilei (1564-1642). Je súčasťou takzvaných galilských mesiacov spolu s Ganymedom, Iom a Callisto. Jeho meno pochádza z postavy v gréckej mytológii: Europa bola matkou kráľa Minosa na Kréte, jedného z mnohých milovníkov boha kráľa.

Nemecký astronóm Simon Marius, súčasník Galilea, navrhol meno vo svojom diele, ktoré tiež pripisovalo objav jovianských satelitov predtým, ako to Galileo ohlásil.

Obrázok 1. Prirodzený farebný obraz Európy nasnímaný misiou Galileo, línie sú pravdepodobne zlomeninami v kôre s odhalenými horninami. Zdroj: Wikimedia Commons. NASA / JPL / DLR / verejné vlastníctvo

Ďalšie označenie používané pre tento satelit, ktorý sa momentálne nepoužíva, je označenie, ktoré pôvodne navrhol Galileo, s rímskymi číslicami. Európa je teda tiež Jupiter II, pretože je to druhý galilejský mesiac v blízkosti planéty (Io je najbližšie, ale sú tu ďalšie štyri menšie mesiace).

Astronómovia nakoniec padli na návrh Mariusa, ktorý mohol objaviť satelity nezávisle od Galilea.

Objav galilejských mesiacov obiehajúcich okolo Jupitera bol míľnikom pre vedu. Posilnilo heliocentrickú teóriu Koperníka a prinútilo ľudstvo uvedomiť si, že Zem nie je stredom vesmíru.

Galilejské mesiace však zostali dlhú dobu ako malé svetelné body, videné ďalekohľadom obiehajúcim okolo Jupitera.

To bolo dovtedy, kým bezpilotné misie Pioneer, Voyager, Galileo a New Horizons nepriniesli záplavu informácií o Európe a zostávajúcich druhoch obrovských planét.

Všeobecné charakteristiky

Možná obývateľnosť

Európa, o niečo menšia ako Mesiac, má pod hladinou oceán vody a je chránená pred slnečným vetrom jovianským magnetickým poľom, čo jej dáva určité vyhliadky na obývateľnosť.

Obrázok 2. Porovnávacia veľkosť Európy, vľavo dole, so Zemou a Mesiacom. Zdroj: Wikimedia Commons. Apollo 17 Obrázok celej Zeme: NASATeleskopický obraz splnu: Gregory H. Revera Obrázok Európy: NASA / JPL / Public Domain

Pridajte k tomu skutočnosť, že Európa je možno tektonická. A až na Zem, doteraz nebol známy žiadny nebeský objekt s komplexnou geológiou.

atmosféra

Má tiež atmosféru, jemnú, ale s kyslíkom, a jej hustota, aj keď nie tak vysoká ako zemská, naznačuje, že v jej zložení je dobré množstvo hornín.

povrch

Zamrznutý povrch je veľmi hladký a sotva prechádza čiarami znázornenými na obrázku 1.

Tieto čiary pravdepodobne odrážajú napätie v ľadovej kôre s hrúbkou 100 - 150 km, ktorá pokrýva Európu, čím odkrýva podkladovú horninu, pod ktorou je tekutá voda.

V interiéri Európy je dostatok tepla na udržanie tohto oceánu v dôsledku prílivového otepľovania.

Je bežné, že prílivy a odlivy sa považujú za javy typické pre morské masy, avšak gravitačná príťažlivosť nielen vytlačí vodu, ale aj skalu. A tieto procesy spôsobujú trenie, ktoré rozptyľuje energiu orbitálneho pohybu na teplo.

Žiadne magnetické pole

Meraním magnetického poľa uskutočňovaného pomocou bezpilotných misií je známe, že Európe chýba jej vlastné magnetické pole. Zistili však aj existenciu železného jadra a vrstvy vody bohatej na minerálny obsah v kôre.

Tieto merania naznačujú, že kompas cestovateľov prichádzajúcich do Európy by zažil divoký výkyv, najmä ak je prístup k Jupiteru maximálny. A je to tak, že intenzívne jovianske magnetické pole interaguje s vodivým materiálom podložia a spôsobuje tieto fluktuácie.

Albedo Európy

Je známe, že Európa má ľadový a mierne nerovný povrch, a to nielen kvôli informáciám získaným prostredníctvom obrazov, ale aj kvôli meraniam vykonaným na svojom albedo.

Albedo akéhokoľvek objektu - astronomického alebo iného charakteru - je zlomok svetla, ktorý odráža. Preto sa jeho hodnota pohybuje od 0 do 1.

Ak je albedo 0, znamená to, že predmet absorbuje celé svetlo bez toho, aby odrážal čokoľvek, naopak, ak je 1, odráža ho úplne.

Zrkadlá sú objekty s veľkým albedom a Europa je 0,69. To znamená, že odráža približne 69% svetla, ktoré sa dostáva na svoj povrch, čo naznačuje, že ľad, ktorý ho pokrýva, je čistý a čerstvý.

Povrch Európy je preto relatívne mladý, odhaduje sa, že je okolo 10 miliónov rokov. Povrchy so starým ľadom bývajú dosť tmavé a majú menej albedo.

Ďalšou skutočnosťou v jej prospech je, že povrch Európy nemá takmer žiadne krátery vplyvu, čo naznačuje dostatok geologickej činnosti na vymazanie dôkazov o dopadoch.

Jeden z týchto niekoľkých kráterov sa objavuje v dolnej časti obrázku 1. Je to svetlá škvrna v tvare krtka s tmavým stredom, nazývaný Kráter Pwyll, na počesť keltského božstva podsvetia.

Zhrnutie hlavných fyzikálnych charakteristík Európy

Prekladateľské hnutie

Europa sa pohybuje okolo Jupitera s časom niečo vyše 3 a pol dňa po pomerne kruhovej obežnej dráhe.

Zvláštnosťou translačného pohybu Európy je to, že je v synchronizovanej rotácii s Jupiterom. Preto vždy ukazuje tú istú tvár planéte, rovnako ako Mesiac na Zemi. Tento jav je známy aj ako prílivová väzba.

Obrázok 3. Europa zobrazuje tú istú tvár Jupiteru vďaka synchrónnej rotácii. Zdroj: NASA.

Prílivová väzba je charakterizovaná skutočnosťou, že berie predmet súčasne na obežnú dráhu okolo najmasívnejšieho tela - v tomto prípade Jupitera - ako robí jednu úplnú revolúciu na svojej vlastnej osi.

Vysvetlenie je, že nebeské telá nie sú bodové masy, ale objekty so značnými rozmermi. Z tohto dôvodu gravitačná sila, ktorú Jupiter vyvíja na svoje satelity, nie je homogénna, je intenzívnejšia na najbližšej strane a menej intenzívna na druhej strane.

Toto vytvára v Európe periodické skreslenie, ktoré je tiež ovplyvňované gravitačnou silou, ktorú pravidelne vyvíjajú ďalšie galilejské mesiace v okolí: Ganymede a Io.

Výsledkom je zosilnenie gravitačných síl vo fenoméne známom ako orbitálna rezonancia, keďže ostatné mesiace gravitačne ťahajú Európu v presných časových intervaloch.

Laplaceova rezonancia

Európa samozrejme robí to isté s ostatnými mesiacmi a vytvára medzi nimi akýkoľvek súlad.

Vzájomné gravitačné účinky galilských mesiacov sa v roku 1805 nazývajú Laplaceovou rezonanciou, po jej objaviteľovi, francúzskym matematikom a astronómom Pierrom Simonom de Laplaceom.

Vo fyzike existuje niekoľko druhov rezonancie. Toto je zriedkavá rezonancia, v ktorej sú obdobia revolúcie troch mesiacov v pomere 1: 2: 4. Akákoľvek sila pôsobiaca na ktoréhokoľvek z členov tohto systému sa prenáša na ostatných prostredníctvom gravitačnej interakcie.

Obrázok 4. Animácia orbitálnej rezonancie medzi galilskými satelitmi. Zdroj: Wikimedia Commons. Užívateľ: Matma Rex / Public domain.

Preto prílivové sily spôsobujú, že celá Európa je vystavená výčnelkom a stlačeniam, ktoré spôsobujú vyššie popísané zahrievanie. A to tiež spôsobuje, že Európa má v sebe oceán tekutej vody.

Rotačný pohyb

Európa má rotačný pohyb okolo svojej vlastnej osi, ktorá, ako sme povedali, má rovnaké trvanie ako okružná perióda vďaka prílivovej väzbe, ktorú má s Jupiterom.

zloženie

V Európe sú rovnaké prvky ako na Zemi. V atmosfére je v jadre kyslík, železo a kremičitany, zatiaľ čo voda, najvýraznejšia látka, zaberá vrstvu pod kôrou.

Voda v Európe je bohatá na minerálne soli, ako je chlorid sodný alebo soľ obyčajná. Prítomnosť síranu horečnatého a kyseliny sírovej môže čiastočne vysvetliť načervenalé čiary, ktoré prechádzajú cez povrch satelitu.

Predpokladá sa tiež, že v Európe existujú tolíny, organické zlúčeniny, ktoré sa tvoria vďaka ultrafialovému žiareniu.

Tholíny prevládajú v ľadových svetoch, ako je Európa a Saturn mesiac Titan. Je potrebné, aby sa tvorili uhlík, dusík a voda.

Vnútorná štruktúra

Vnútorná štruktúra Európy je podobná ako na Zemi, pretože má jadro, plášť a kôru. Jeho hustota je spolu s hustotou Io vyššia ako v prípade ostatných dvoch galilských mesiacov, čo naznačuje vyšší obsah kremičitanu.

Obrázok 5. Vnútorná štruktúra štyroch galilských mesiacov podľa teoretických modelov. Zdroj: Kutner, M. Astronómia: fyzická perspektíva.

Jadro Europa nie je vyrobené z roztaveného kovu (na rozdiel od Io), čo naznačuje, že voda pod kôrou má vysoký obsah minerálov, pretože magnetizmus Európy pochádza z interakcie medzi dobrým vodičom, ako je voda so soľami a intenzívne magnetické pole Jupitera.

V skalnatom plášti je množstvo rádioaktívnych prvkov, ktoré pri rozpadaní emitujú energiu a sú zdrojom prílivu tepla pre Európu okrem prílivového zahrievania.

Odhadovaná vonkajšia vrstva vody, čiastočne zamrznutá a čiastočne tekutá, je v niektorých oblastiach 100 km, hoci iné tvrdia, že je len asi 200 m.

V každom prípade sa odborníci zhodujú na tom, že množstvo tekutej vody v Európe môže byť dvakrát toľko, ako je na Zemi.

Predpokladá sa tiež, že v štrbinách ľadovej kôry sú jazerá, ako to naznačuje obrázok 6, ktoré by tiež mohlo mať život.

Ľadový povrch prijíma nepretržitú interakciu s nabitými časticami vysielanými z pásov žiarenia Jovian. Silný magnetizmus Jupitera urýchľuje elektrické náboje a dodáva im energiu. Častice tak dosahujú povrchový ľad a fragmentujú molekuly vody.

V tomto procese sa uvoľní dostatok energie, takže na vytvorenie žiarivých oblakov plynu okolo Európy toľko, čo Cassiniho sonda pozoruje, keď smeruje k Saturnu, pozoruje.

Obrázok 6. Vnútorná štruktúra Európy podľa modelov vytvorených s dostupnými informáciami. Zdroj: Wikimedia Commons.

geológie

Misie bez posádky poskytli množstvo informácií o Európe, a to nielen v množstve snímok s vysokým rozlíšením, ktoré vyslali na povrch, ale aj kvôli gravitačným účinkom Európy na kozmickú loď.

Na rozdiel od iných galilských družíc obrázky zobrazujú veľmi svetložltý povrch bez viditeľných reliéfov, ako sú týčiace sa hory alebo pozoruhodné krátery.

Najpozoruhodnejšie je však sieť úchvatných línií, ktoré sa nepretržite pretínajú a ktoré jasne vidíme na obrázku 1.

Vedci veria, že tieto línie pochádzajú z hlbokých prasklín v ľade. Pri bližšom pohľade majú línie tmavý okraj so svetlejším stredným pruhom, o ktorom sa predpokladá, že je produktom veľkých gejzírov.

Obrázok 7. Gejzíry Európy, videné Hubbleom. Zdroj: NASA.

Tieto týčiace sa stĺpy pary (oblaky) vysoké niekoľko kilometrov sú tvorené teplejšou vodou, ktorá stúpa z vnútra zlomeninami, ako vyplýva z pozorovaní Hubbleovho vesmírneho teleskopu.

Niektoré analýzy odhalia stopy po vode s vysokým obsahom minerálov a následne sa odparia.

Je možné, že v kôre Európy existujú procesy subdukcie, aké sa vyskytujú na Zemi, v ktorých tektonické platne zbiehajú na okrajoch a pohybujú sa navzájom v takzvaných subdukčných zónach.

Na rozdiel od Zeme sú taniere vyrobené z ľadu, ktorý sa pohybuje nad tekutým oceánom, a nie z magmatu, podobne ako na Zemi.

Možná obývateľnosť Európy

Mnoho odborníkov je presvedčených, že oceány Európy môžu obsahovať mikrobiálny život, pretože sú bohaté na kyslík. Európa má okrem toho atmosféru, hoci tenkú, ale s prítomnosťou kyslíka, prvkom nevyhnutným na udržanie života.

Ďalšou možnosťou na podporu života sú jazerá zapuzdrené do ľadovej kôry Európy. V súčasnosti ide o predpoklady a chýba im ešte veľa dôkazov na ich potvrdenie.

Na posilnenie tejto hypotézy sa naďalej pridávajú určité dôkazy, napríklad prítomnosť ílových minerálov v kôre, ktoré sú na Zemi spojené s organickou hmotou.

Ďalšou dôležitou látkou, ktorá sa podľa nových zistení nachádza na povrchu Európy, je chlorid sodný alebo bežná soľ. Vedci zistili, že stolová soľ za prevládajúcich podmienok v Európe získava bledožltú farbu, ktorá je viditeľná na povrchu satelitu.

Ak táto soľ pochádza z európskych oceánov, znamená to, že s najväčšou pravdepodobnosťou nesú podobnosť so suchozemskými, a tým aj možnosť zachrániť život.

Tieto zistenia nemusia nevyhnutne znamenať, že v Európe existuje život, ale ak sa potvrdí, satelit má dostatočné podmienky na svoj rozvoj.

Už existuje misia NASA s názvom Europa Clipper, ktorá sa v súčasnosti pripravuje a mohla by sa začať v nasledujúcich rokoch.

Medzi jej ciele patrí štúdium povrchu Európy, geológia satelitu a jeho chemické zloženie, ako aj potvrdenie existencie oceánu pod kôrou. Budeme musieť počkať trochu dlhšie, aby sme to zistili.

Referencie

1. BBC. Prečo je Jupiterov ľadový mesiac Európa najlepším kandidátom na nájdenie mimozemského života v slnečnej sústave? Obnovené z: bbc.com.
2. Eales, S. 2009. Planéty a planetárne systémy. Wiley-Blackwell.
3. Kutner, M. 2003. Astronómia: fyzikálna perspektíva. Cambridge University Press.
4. Pasachoff, J. 2007. Kozmos: Astronómia v novom tisícročí. Tretia edícia. Thomson-Brooks / Cole.
5. Seeds, M. 2011. Slnečná sústava. Siedme vydanie. Cengage Learning.
6. Wikipedia. Európa (mesiac). Obnovené z: en.wikipedia.org.
7. Wikipedia. Europa Clipper. Obnovené z: es.wikipedia.org.