Европа – спутник Юпитера

Европа (Юпитер II) является самым маленьким из четырех галилеевых спутников, обращающихся вокруг Юпитера, и шестой по близости к планете из всех 95 известных спутников Юпитера. Это также шестой по величине спутник в Солнечной системе.

Когда Галилео Галилей открыл четыре больших спутника Юпитера – Ио, Европу, Ганимед и Каллисто более 400 лет назад, он произвел революцию в астрономическом сообществе. Открытие показало, что Земля не была центром всего движения в космосе.

Факты о спутнике Европа

• Европа немного меньше, чем Луна и около 1/4 диаметра самой Земли.
• Европа вращается вокруг Юпитера – пятой планеты от Солнца. Юпитер вращается вокруг Солнца на расстоянии около 778 миллионов километров.
• Европа вращается один раз вокруг своей оси и завершает одну орбиту вокруг Юпитера за 3,5 земных дня, поэтому одна и та же сторона Европы всегда смотрит на Юпитер.
• Поверхность Европы – это, в основном, твердый водный лед. Она пересекается переломами.
• Европа имеет чрезвычайно тонкую кислородную атмосферу – слишком тонкую для людей, чтобы дышать.
• У Европы нет собственных спутников.
• У Европы нет колец, но у некоторых спутников в Солнечной системе, возможно, были кольца в прошлом.
• Объект посетили несколько космических аппаратов и запланированы новые полеты.
• Обильная жидкая вода, энергия и правильные химические элементы делают Европу одним из лучших мест в Солнечной системе, чтобы найти жизнь за пределами Земли.
• Подповерхностный океан Европы может содержать более чем в 2 раза больше воды, чем на Земле.

Размер и расстояния

С экваториальным диаметром в 3 100 км, спутник Европа составляет около 90% от размера Луны. Поэтому, если бы мы заменили нашу Луну Европой, она была бы примерно такого же размера в небе, как и наша Луна, но намного ярче. Поверхность Европы состоит из льда и поэтому она отражает в 5,5 раз больше солнечного света чем наш спутник.

Спутник Европа вращается вокруг Юпитера на расстоянии около 671 000 км от планеты, которая сама вращается вокруг Солнца на расстоянии примерно 780 млн км или 5,2 а.е. Один а.е. – это расстояние от Земли до Солнца. Свет от Солнца идёт около 45 минут, чтобы добраться до спутника Европа. Из-за расстояния, солнечный свет примерно в 25 раз слабее на Юпитере и Европе, чем на Земле.

Орбита и вращение спутника Европа

Европа вращается вокруг Юпитера каждые 3,5 дня и фиксируется гравитацией к Юпитеру, поэтому обращен одной стороной к планете. Юпитер делает один оборот за 4 333 земных дня (или около 12 земных лет) вокруг Солнца. Экватор Юпитера (и орбитальная плоскость его спутников) наклонены относительно орбитального пути Юпитера вокруг Солнца всего на 3º (Земля наклонена на 23,5º). Это означает, что Юпитер вращается почти вертикально, так что планета, а также Европа и другие десятки спутников Юпитера не имеют сезонов, столь же экстремальных, как другие планеты.

Спутники Юпитера Ио, Европа и Ганимед находятся в так называемом резонансе. Со временем орбиты большинства крупных спутников или планет, как правило, становятся круговыми, но в случае этих трех спутников, резонанс производит вынужденный эксцентриситет, так как спутники встречаются в одной и той же точке на своих орбитах снова и снова, давая друг другу небольшой гравитационный буксир, который держит их орбиты от превращения в круговые.

Поскольку орбита спутника Европа эллиптическая (немного вытянута от круговой), ее расстояние от Юпитера варьируется и одна сторона спутника чувствует гравитацию Юпитера сильнее, чем его другая сторона. Величина этого различия изменяется по мере того, как Европа вращается вокруг орбиты, создавая приливы, которые растягивают поверхность спутника.

Приливные силы создают трещины на поверхности. Если океан Европы существует, то приливное нагревание может также привести к вулканической или гидротермальной активности на морском дне, обеспечивая питательными веществами, которые могут сделать океан пригодным для жизни.

Формирование спутника

Большие Галилейские спутники Юпитера (Ио, Европа, Ганимед и Каллисто), образовались из оставшегося материала после того, как Юпитер сформировался из первоначального облака газа и пыли, окружающего Солнце, в начале истории Солнечной системы. Эти четыре спутника, примерно того же возраста, что и остальная часть Солнечной системы – около 4,5 миллиарда лет.

На самом деле, Галилейские спутники иногда называют “мини-Солнечной системой”, так как они образовались из остатков Юпитера, подобных тому, как Земля и другие планеты, образованные из газа и пыли, остались от образования нашего Солнца. На этом сходство не заканчивается. Каждая планета во внутренней Солнечной системе менее плотна, чем их внутренний сосед — Марс менее плотен, чем Земля, которая менее плотна, чем Венера, которая менее плотна, чем Меркурий. Галилейские луны следуют тому же принципу, будучи менее плотными, чем дальше они от Юпитера. Уменьшающиеся плотность на больших расстояниях применима и к температуре.

Расстояние от Юпитера также определяет, насколько приливное нагревание галилеевских спутников изменяется. Ио, ближайший к Юпитеру, нагревается настолько, что это наиболее вулканически активное тело в Солнечной системе. Спутник Европа имеет слой льда и воды на вершине каменистой и металлической структуры, в то время как Ганимед и Каллисто имеют более высокие пропорции водяного льда и поэтому более низкие по плотности.

Структура

Как и наша планета, спутник Европа, имеет железное ядро, каменистую мантию и океан соленой воды. Однако, в отличие от Земли, океан Европы лежит под ледяной оболочкой толщиной от 15 до 25 км и имеет предполагаемую глубину от 60 до 150 км. Хотя доказательства существования внутреннего океана сильны, его присутствие ждет подтверждения со стороны будущей миссии.

Поверхность спутника Европа

Поверхность водяного льда спутника Европа покрыта длинными линейными трещинами. Основываясь на небольшом количестве наблюдаемых кратеров, поверхность этого спутника, составляет не более 40-90 миллионов лет, что является молодым в геологическом плане (поверхность Каллисто, другой из спутников Юпитера, оценивается в несколько миллиардов лет). Вдоль многих трещин Европы по всей ее поверхности красновато-коричневый материал, состав которого не известен, но, вероятно, содержит соли и соединения серы, которые были смешаны с водяным льдом. Этот состав поверхности может содержать ключи к потенциалу спутника как обитаемого мира.

Космический аппарат НАСА “Галилео” исследовал систему Юпитера с 1995 по 2003 год и сделал множество снимков Европы. Галилео показал странные разломы и возвышенности, которые предполагают, что слой льда Европы может трескаться из-за тепла снизу. Длинные, линейные трещины часто имеют ширину всего 1-2 км, но могут растянуться на тысячи километров по поверхности Европы. Некоторые из этих разломов сложились в хребты высотой в сотни метров, в то время как другие разошлись на широкие полосы с несколькими параллельными разломами. Галилео также нашел регионы под названием “Хаос”, где разбитые, блочные пейзажи были покрыты таинственным красноватым материалом.

Атмосфера

Европа имеет слабую атмосферу кислорода, но в 2013 году НАСА объявило, что исследователи, использующие космический телескоп Хаббла, нашли доказательства того, что Европа может активно выбрасывать воду в космос. Это будет означать, что она геологически активна в наши дни. Если это будет подтверждено последующими наблюдениями, места выбросов воды могут быть изучены будущими космическими аппаратами.

Магнитосфера спутника Европа

Одно из самых важных измерений, сделанных миссией Галилео, показало, как магнитное поле Юпитера было нарушено в пространстве вокруг спутника Европа. Измерение подразумевало, что особый тип магнитного поля создается внутри спутника глубоким слоем электрически проводной жидкости под поверхностью. Основываясь на ледяном составе Европы, ученые считают, что наиболее вероятным материалом для создания этой магнитной сигнатуры является глобальный океан соленой воды. Этот результат магнитного поля по-прежнему является лучшим доказательством существования океана на спутнике Европа.

Потенциал для жизни

Жизнь, как мы её знаем, имеет три основных требования: жидкая вода, соответствующие химические элементы и источник энергии. Спутник Европа, кажется, имеет жидкую воду и правильные химические элементы, но источник энергии на Европе было трудно подтвердить. На Земле формы жизни были найдены даже вблизи подземных вулканов и других экстремальных сред. Эти “экстремальные” формы жизни дают ученым подсказки о том, как жизнь может выжить под ледяным панцирем Европы.

Если мы найдем какую-то форму жизни на Европе, то это скорее всего будут микробы или, может быть, что-то более сложное.  Если бы жизнь была найдена на Европе, как она могла бы изменить ваш взгляд на космос и наше место в нем?

Другие названия	Юпитер II
Открытие
Первооткрыватель	Галилео Галилей
Место открытия	Падуанский университет, Италия
Дата открытия	8 января 1610
Орбитальные характеристики
Перииовий	664 792 км
Апоиовий	677 408 км
Большая полуось (a)	671 100 км
Эксцентриситет орбиты (e)	0,0094
Сидерический периодобращения	3,551 земных суток
Орбитальная скорость (v)	13,740 км/с
Наклонение (i)	0,466° к экватору Юпитера; 1,79° к эклиптике
Чей спутник	Юпитера
Физические характеристики
Средний радиус	1560,8±0,5 км
Окружность большого круга	9807±3 км
Площадь поверхности (S)	30,61 млн км²
Объём (V)	15,93 млрд км³
Масса (m)	4,8017⋅1022 кг
Средняя плотность (ρ)	3,014±0,05 г/см³
Ускорение свободного падения на экваторе (g)	1,315 м/с²
Вторая космическая скорость (v2)	2,026 км/с
Период вращения (T)	синхронизирован (повёрнут к Юпитеру одной стороной)
Наклон оси	вероятно, около 0,1°
Альбедо	0,67±0,03 (геометрическое)
Видимая звёздная величина	5,29±0,02m (в противостоянии)
Температура
На поверхности	-220С  (на полюсах)  -160С (на экваторе)
Атмосфера
Атмосферное давление	0,1 мкПа, или 10−12 атм
Состав:кислород