Европа в космосе. Европа, спутник Юпитера – ледяной мир. Подповерхностный океан на спутнике Европа

> Европа

Европа – самый маленький спутник галилейской группы Юпитера: таблица параметров, обнаружение, исследование, имя с фото, океан под поверхностью, атмосфера.

Европа входит в состав 4-х спутников Юпитера, открытых Галилео Галилеем. Каждый уникален и обладает своими интересными особенностями. Европа стоит на 6-й позиции по удаленности к планете и считается самой крошечной из галилейской группы. Обладает ледяной поверхностью и возможной теплой водой. Считается одной из наилучших целей для поиска жизни.

Обнаружение и имя спутника Европа

В январе 1610 года все четыре спутника заметил Галилей при помощи усовершенствованного телескопа. Тогда ему показалось, что эти светлые пятна отображают звезды, но потом он понял, что видит первые луны в чужом мире.

Имя досталось в честь финикийской дворянки и любовницы Зевса. Она была ребенком короля Тира и позже станет королевой Крита. Наименование предложил Симон Марий, который заявлял, что нашел луны самостоятельно.

Галилео отказался использовать это имя и просто пронумеровал спутники римскими цифрами. Предложение Мария возродилось лишь в 20-м веке и обрело популярность и официальный статус.

Обнаружение в 1892 году Альматеи сместило Европу на 3-е место, а находки Вояджера в 1979-м – на 6-е.

Размер, масса и орбита спутника Европа

В радиусе спутник Юпитера Европа охватывает 1560 км (0.245 земного), а по массе – 4.7998 х 10 22 кг (0.008 от нашей). Также она уступает лунному размеру. Орбитальный путь практически круглый. Из-за показателя эксцентриситета в 0.09 средняя дистанция от планеты – 670900 км, но может приближаться на 664862 км и отдаляться на 676938 км.

Как и все объекты в галилейской группе, пребывает в гравитационном блоке – повернута одной стороной. Но, возможно, блокировка не полная и есть вариант для несинхронного вращения. Асимметрия во внутреннем массовом распределении могла привести к тому, что осевое лунное вращение происходит быстрее орбитального.

На орбитальный путь вокруг планеты тратит 3.55 дней, а наклон к эклиптике составляет 1.791°. Наблюдается резонанс 2:1 с Ио и 4:1 с Ганимедом. Гравитация от двух спутников вызывает в Европе колебания. Приближение и отдаление от планеты приводит к приливам.

Таким образом вы узнали, спутником какой планеты является Европа.

Приливной изгиб из-за резонанса может привести к нагреву внутреннего океана и активации геологических процессов.

Состав и поверхность спутника Европа

По плотности достигает 3.013 г/см 3 , а значит состоит из скалистой части, силикатной породы и железного ядра. Над скалистым интерьером расположен ледяной слой (100 км). Возможно, он отделен внешней корой и нижним океаном в жидком состоянии. Если последний существует, то будет теплым, соленым с органическими молекулами.

Поверхность делает Европу одним из наиболее гладких тел в системе. Располагает незначительным количеством гор и кратеров, потому что верхний слой молодой и остается активным. Полагают, что возраст обновленной поверхности – 20-180 млн. лет.

Но экваториальной линии все же немного досталось и заметны 10-метровые ледяные пики (пенитенты), созданные влиянием солнечных лучей. Крупные линии простираются на 20 км и обладают рассеянными темными краями. Скорее всего, появились из-за извержения теплого льда.

Есть также мнение, что ледяная корка может выполнять обороты быстрее внутренней части. Это значит, что океан способен отделять поверхность от мантии. Тогда ледяной слой ведет себя по принципу тектонических плит.

Среди других особенностей заметны линтикулы эллиптической формы, относящиеся к разнообразным куполам, ямам и пятнам. Вершины напоминают старые равнины. Могли сформироваться из-за талой воды, поступающей на поверхность, а грубые узоры – небольшие фрагменты более темного материала.

При пролете Вояджера в 1979 году удалось разглядеть красновато-коричневый материал, укрывающий разломы. Спектрограф говорит, что эти участки богаты на соли и осаждаются через испарение воды.

Альбедо ледяной корки – 0.64 (одно из наивысших среди спутников). Уровень поверхностной радиации – 5400 мЗв в день, что убьет любое живое существо. Температурный показатель опускается к -160°C на экваториальной линии и -220°C на полюсах.

Подповерхностный океан на спутнике Европа

Многие ученые уверены, что под ледяным слоем скрывается океан в жидком состоянии. На это намекают множество наблюдений и изгибы поверхности. Если так, то он простирается на 200 м.

Но это спорный момент. Некоторые геологи выбирают модель с толстым льдом, где океан практически не контактирует с поверхностным слоем. Сильнее всего на это указывают масштабные лунные кратеры, крупнейшие из которых окружены концентрическими кольцами и наполнены свежими ледяными отложениями.

Внешняя ледяная кора охватывает 10-30 км. Полагают, что океан может занимать 3 х 10 18 м 3 , что вдвое больше, чем количество воды на Земле. На наличие океана указал аппарат Галилео, отметивший небольшой магнитный момент, индуцирующийся меняющейся частью планетарного магнитного поля.

Периодически отмечают возникновение водяных струй, возвышающихся на 200 км, что в 20 раз выше земного Эвереста. Они появляются, когда спутник максимально отдален от планеты. Подобное наблюдают также на Энцеладе.

Атмосфера спутника Европа

В 1995 году аппарат Галилео зафиксировал на Европе слабый атмосферный слой, представленный молекулярным кислородом с давлением в 0.1 микро Паскаля. Кислород не обладает биологическим происхождением, а формируется из-за радиолиза, когда УФ-лучи из планетарной магнитосферы ударяют в ледяную поверхность и делят воду на кислород и водород.

Обзор поверхностного слоя выявил, что часть созданного молекулярного кислорода сохраняется из-за массы и силы тяжести. Поверхность способна контактировать с океаном, поэтому кислород может достичь воды и активировать биологические процессы.

Большой объем водорода уходит в пространство, формируя нейтральное облако. В нем практически каждый атом проходит через ионизацию, создавая источник для планетарной магнитосферной плазмы.

Исследование спутника Европа

Первыми полетели Пионер-10 (1973) и Пионер-11 (1974). Фотографии с крупным планом доставили Вояджеры в 1979-м, где передали изображение ледяной поверхности.

В 1995 году корабль Галилео приступил к 8-летней миссии по изучению Юпитера и ближайших спутников. С появлением возможности подповерхностного океана Европа стала интересным объектом для изучения и привлекла научный интерес.

Среди предложений по миссиям фигурирует Europa Clipper. Аппарат должен обладать радаром, пробивающимся сквозь ледяной покров, коротковолновой ИК-спектрометр, топографический тепловизор и ионно-нейтральный масс-спектрометр. Главная цель – исследовать Европу, чтобы определить ее пригодность для жизни.

Рассматривают также возможность спуска посадочного аппарата и зонда, которые должны определить океаническую протяжность. С 2012 года готовится концепция JUICE, которая пролетит над Европой и уделит время на изучение.

Обитаемость спутника Европа

Спутник планеты Юпитер Европа обладает высоким потенциалом для поиска жизни. Она может существовать в океане или гидротермальных воздуховодах. В 2015 году объявили, что морская соль способна покрывать геологические особенности, а значит жидкость контактирует с дном. Все это говорит о присутствии в воде кислорода.

Все это возможно, если океан теплый, ведь при низких температурах привычная нам жизнь не выживет. Также убийственным будет высокий уровень соли. Есть намеки на присутствие жидких озер на поверхности и обилие перекиси водорода на поверхности.

В 2013 году в НАСА объявили о находке глинистых минералов. Они могли появиться из-за кометного или астероидного удара.

Колонизация спутника Европа

Европа рассматривается как выгодная цель для колонии и преобразования. Прежде всего, на ней есть вода. Конечно, придется много бурить, но зато колонисты получат богатый источник. Внутренний океан также обеспечит воздухом и ракетным топливом.

Ракетные удары и прочие способы повышения температуры помогут сублимировать лед и сформировать атмосферный слой. Но есть и проблемы. Юпитер осаждает спутник огромным количеством радиации, от которой можно умереть за день! Поэтому колонию придется поместить под ледяной покров.

Гравитация низкая, а значит экипажу придется бороться с физической слабостью в виде атрофированных мышц и разрушения костей. На МКС выполняют специальный комплекс упражнений, но там условия будут еще сложнее.

Полагают, что на спутнике могут жить организмы. Опасность в том, что прибытие человека принесет земные микробы, которые нарушат привычные для Европы и ее «жителей» условия.

Пока мы пытаемся колонизировать Марс, но о Европе не забудут. Этот спутник слишком ценный и обладает всеми необходимыми условиями для наличия жизни. Поэтому за зондами однажды последуют и люди. Изучите карту поверхности спутника Юпитера Европы.

Нажмите на изображение, чтобы его увеличить


Группа Амальтея	· · ·
Галилеевы спутники	· · ·
Группа Фемисто
Группа Гималая	· · · ·
Группа Ананке	· · · · · · · · · · · · · · · ·
Группа Карме	· · · · · · ·

Спутник Юпитера Европа. NASA

Второй из галилеевых спутников, Европа , по размеру несколько меньше нашей Луны. Галилей назвал открытый им спутник в честь царевны Европа, похищенной Зевсом-быком.

Диаметр Европы 3130 км, а средняя плотность вещества - около 3 г/см 3 . Она покрыта водяным льдом. Повидимому, под ледяной коркой толщиной в 100 километров существует водный океан, который покрывает силикатное ядро. Поверх ность испещрена сетью светлых и темных линий: повидимому, это трещины в ледяной коре, возникшие в результате тектонических процессов Их толщина иногда превосходит сотню километров, а длина достигает нескольких тысяч километров. На поверхности Европы практически отсутствуют кратеры, что говорит о молодости поверхности спутника – сотни тысяч или миллионы лет. На ней нет возвышенностей более 100 м высотой. Ширина разло мов составляет от нескольких километров до сотен километров, а протяжен ность достигает тысяч километров. Оцен ка толщины коры колеблется от нескольких километров до десятков километров. В недрах Европы также выделяется энергия приливного взаимодействия, которая поддерживает в жидком состоянии мантию - подледный океан, возмож но, даже теплый. Неудивительно поэтому, что есть предположение о возможности существования в этом океане простейших форм жизни. Судя по средней плотности спутника, под океаном должны быть силикатные породы. Поскольку кратеров на Европе, имеющей довольно гладкую поверхность, очень мало, возраст деталей этой оранжево-коричневой поверхности оценивается в сотни тысяч и миллионы лет. На снимках высокого разрешения, полученных «Галилео», вид ны отдельные поля неправильной фор мы с вытянутыми параллельными хребтами и долинами, напоминающими шоссейные дороги. В ряде мест выделяются темные пятна: скорее всего, это отложения вещества, вынесенного из-под ледяного слоя.

Поверхность спутника Юпитера Европы

NASA

Внутреннее строение спутника Юпитера Европы

По мнению американского ученого Ричарда Гринберга, условия для жизни на Европе следует искать не в глубоком подледном океане, а в многочисленных тре щинах. Из-за приливного эффекта трещины периодически сужаются и расширяются до ширины 1 м. Когда трещина сужается, вода океана уходит вниз, а когда она начинает расширяться, вода поднимается по ней почти до самой поверхности. Сквозь ледяную пробку, мешающую воде достичь поверхности, проникают солнечные лучи, неся энергию, необходимую живым организмам.

7 декабря 1995 года космическая станция «Галилео» вышла на орбиту Юпитера, что позволило начать уникальные исследования его четырех спутников: Ио, Ганимеда, Европы и Каллисто. Магнитометрические измерения показали существенные возмущения магнитного поля Юпитера вблизи Европы и Каллисто. По-видимому, выявленные вариации магнитного поля у спутников объясняются наличием «подземного» океана с соленостью, близкой к солености океанов Земли (37,5 ‰). Возможное существование подземного водного океана на Европе дискутируется уже более двух десятилетий. Аккреционные, радиогенные и приливные источники тепла на спутнике достаточно мощны, чтобы стать причиной обезвоживания глубинных слоев и формирования приповерхностного слоя воды толщиной более 100 км. Гравитационные измерения, проведенные аппаратурой станции «Галилео», подтвердили дифференциацию тела Европы: твердое ядро и водно-ледяной покров толщиной около 100 км, хорошо отражающий солнечные лучи. Возможно, этот океан даже теплый: существуют предположения о существовании в нем примитивных форм жизни. Планируются международные экспедиции для исследования предполагаемых океанов Европы.

Ученые имеют достаточно вескую причину считать, что на Европе, одном из спутников Юпитера, имеется вода. Вполне возможно, она спрятана под толстой коркой льда, которым покрыт спутник. Это делает Европу очень привлекательной для изучения, особенно если учесть, что наличие воды потенциально может говорить и о наличии на спутнике жизни. К сожалению, пока у нас нет никаких доказательств, что в ледяном океане действительно имеются признаки жизни, но ученые уже вовсю разрабатывают планы будущих экспедиций к Европе, чтобы это выяснить.

А пока у нас остается лишь возможность изучать получаемые от космического телескопа «Хаббл» данные с Европы. Одни из последних, например, говорят нам о том, что космический телескоп заметил, как с поверхности Европы в космос на высоту в 160 км поднимаются гигантские гейзеры. Здесь также стоит отметить, что «Хаббл» наблюдал выбросы воды с Европы еще в прошлом году. Однако ученые только сейчас добрались до этих сведений и их очень заинтересовали фотографии областей, в которых были отмечены признаки ультрафиолетового свечения.

Ученые впоследствии выяснили, что это свечение было следствием столкновения выбрасываемых с поверхности Европы молекул воды о магнитное поле Юпитера. Исследователи считают, что трещины на поверхности Европы играют своего рода роль вентиляционных отверстий для отвода водяного пара. Такая же «система» была обнаружена и на Энцеладе, спутнике Сатурна. Кроме того, как показывают данные с телескопа, выброс воды останавливается в тот момент, когда Европа находится в самой близкой своей точке к Юпитеру. Астрономы считают, что это скорее всего связано с гравитационным воздействием планеты, которое создает своеобразную затычку для трещин на спутнике.

Это открытие весьма полезно для ученых, так как оно открывает возможность изучить химический состав Европы без необходимости бурения ее верхнего слоя поверхности. Кто знает, может эти водяные пары содержат микробиологическую жизнь. Поиск ответа на этот вопрос потребует какого-то времени, но мы его обязательно получим.

Астрономы пришли к заключению, что под толстым слоем льда, покрывающего спутник Юпитера Европу, находится океан воды, чрезвычайно богатый кислородом. Если бы в этом океане была жизнь, то такого объема растворенного кислорода хватило бы на поддержание миллионов тонн рыбы. Впрочем, пока о существовании сколь-нибудь сложных форм жизни на Европе речи не идет.

Интересное в мире спутника Юпитера то, что по своим размерам планета сопоставима с нашей , однако Европа покрыта слоем океана, глубина которого составляет порядка 100-160 километров. Правда, на поверхности этот океан замерз, толщина льда, согласно современным оценкам, составляет около 3-4 километров.

Последние моделирования, проведенного в НАСА, стало ясно, что теоретически Европа могла бы поддерживать наиболее распространенные морские формы жизни, обитающие на Земле.

Очевидно, что активные оксиданты есть и под поверхностью Европы. В свое время именно активный кислород привел к появлению многоклеточной жизни на Земле.

Атмосфера Европы хотя и весьма разрежена, но тем не менее состоит из кислорода, образовавшегося в результате разложения льда на водород и кислород под действием солнечной радиации (лёгкий водород при столь низком тяготении улетучивается в космос).

Жизнь на Европе

Водяной гейзер на Европе в представлении художников НАСА

Теоретически, жизнь на Европе может быть уже на глубине 10 метров. Ведь здесь концентрация кислорода значительно возрастает, а плотность льда снижается.

Боле того температура воды на Европе может быть существенно выше, чем предполагает большинство исследователей. Дело в том, что Европа находится в сильном гравитационном поле Юпитера, который притягивает Европу в 1000 раз сильнее, чем Земля притягивает . Очевидно, что под таким притяжением твердая поверхность Европы на которой расположен океан, должна быть очень активной в геологическом плане, а раз так, то здесь должны быть активные вулканы, извержения которых поднимают температуру воды.

Последние компьютерные модели показывают, что поверхность Европы фактически изменяется каждые 50 млн лет. Кроме того, как минимум 50% дна Европы - это горные хребты, образующиеся под воздействием гравитации Юпитера. Именно гравитация ответственна и за то, что значительная часть кислорода на Европе расположена в верхних слоях океана.

С учетом нынешних динамических процессов на Европе, ученые подсчитали, что для достижения того же уровня насыщения кислородом, что и на Земле, океану Европы достаточно всего 12 млн лет. За этот период времени тут образуется оксидных соединений достаточно для того, чтобы поддерживать самую большую морскую жизнь, что есть на нашей планете.

Судно для освоения подледного океана

В статье, опубликованной в июле 2007 года в журнале «Journal of Aerospace Engineering» британский инженер-механик предлагает послать субмарину для изучения океанов Европы.

Carl T. F. Ross, профессор университета Portsmouth в Англии предложил дизайн подводного судна, построенного из металлического матричного композита. Он также сделал предложения касательно системы энергообеспечения, коммуникационных технологий и импульсных двигателей в статье под названием «Концептуальный дизайн субмарины для исследования океанов Европы».

В статье Росса также содержится информация о том, как сделать субмарину способной противостоять чудовищным давлениям на дне океанов Европы. По оценкам ученых максимальные глубины будут составлять порядка 100 км, что в 10 раз превышает значения максимальных глубин на Земле. Росс предложил трехметровый аппарат цилиндрической формы с внутренним диаметром 1 м. Он считает сплав титана, который способен хорошо выдерживать большие гидростатические давления, неподходящим в этом случае, так как у аппарата не будет достаточного запаса плавучести. Вместо титана он предлагает использовать металлический либо керамический композитный материал, который обладает лучшей прочностью и плавучестью.

Однако McKinnon, профессор Земли и Планетных наук Вашингтонского Университета в Сент. Льюисе, штат Миссури отмечает, что на сегодняшний день довольно дорога и сложна отправка исследовательского аппарата на орбиту вокруг Европы, что же тогда говорить об отправке спускаемого подводного апарата. Когда-нибудь в будущем, после того как мы определим толщину ледового покрова, мы сможем обоснованно передать инженерам техническое задание. Сейчас же лучше изучать те места океана, куда проще добраться. Речь идет о местах недавних извержений на Европе, состав которых можно определить с орбиты.

Jet Propulsion Laboratory ведет в данный момент разработку аппарата Europa Explorer, который будет доставлен к Европе на более низкую орбиту, что даст возможность ученым определить наличие или отсутствие жидкой воды под ледовой корой, а также как отмечает McKinnon, позволит определить толщину ледового покрова.

McKinnon добавляет, что «орбитер» сможет обнаружить и «горячие пятна», свидетельствующие о недавней геологической или даже вулканической активности, а также получит изображения поверхности в высоком разрешении. Это все будет необходимо для того, что бы спланировать и осуществить посадку успешно.

Внешний вид поверхности Европы говорит о том, что она очень молода. Данные с аппарата «Галилео» показывают, что слои льда находящиеся на небольших глубинах плавятся, что влечет смещение громадных блоков ледовой коры, которые очень сходны с айсбергами на Земле.

В то время как на поверхности Европы температура днем достигает -142 градусов по Цельсию, внутренняя температура может быть намного выше, достаточно высокой для существования жидкой воды под корой. Считается, что этот внутренний разогрев вызывается приливными силами Юпитера и других его спутников. Учеными уже доказано, что подобные приливные силы являются причиной вулканической активности другого юпитерианского спутника – Ио. Вполне возможно, что на дне океана Европы расположены гидротермальные источники, которые и приводят к плавлению льда. На Земле подводные вулканы и гидротермальные источники создают среды благоприятные для жизни колоний микроорганизмов, так что не исключено что подобные формы жизни имеются и на Европе.

Среди ученых существует большая заинтересованность в миссии на Европу. Однако это расходится с планами NASA, которое привлекает все финансовые резервы для осуществления миссии по возвращению человека на . В результате этого уже была отменена миссия Jupiter Icy Moon Orbiter (JIMO) по изучению трех юпитерианских спутников, на ее реализацию в бюджете NASA 2007 года просто не хватило средств.

Поделись статьей с друзьями!

Вода на Европе. Уникальный спутник Юпитера

https://сайт/wp-content/uploads/2016/05/europe-150x150.jpg

Ученые говорят, что последние исследования океана на Европе свидетельствуют в пользу того, что в данном огромном бассейне есть все условия для возникновения жизни, по крайней мере на микробактериальном уровне.

Европа является одним из самых интересных спутников Юпитера. По своим размерам она сопоставима с Луной, однако Европа покрыта слоем океана, глубина которого составляет порядка 100-160 километров. Правда, на поверхности этот океан замерз, толщина льда, согласно современным оценкам, составляет около 3-4 километров. Руководствуясь земным опытом, можно утверждать, что там, где есть вода, должна быть и жизнь. Раз на Европе вода есть, более того, там ее очень много, то и шансов на обитание там жизни тоже немало.

Еще больше шансов на возникновение жизни на Европе, если принять во внимание и другие факторы. Последние моделирования, проведенные в НАСА, говорят о том, что теоретически Европа могла бы поддерживать наиболее распространенные морские формы жизни, обитающие на Земле.

Лед на поверхности спутника, как и вся вода на нем, состоит преимущественно из водорода и кислорода. С учетом того, что Европа находится под постоянным ударом радиации от Юпитера и Солнца, то лед формирует так называемый свободный кислород и другие оксиданты, такие как пероксид водорода. Очевидно, что активные оксиданты есть и под поверхностью Европы. В свое время именно активный кислород привел к появлению многоклеточной жизни на Земле.

В прошлом космический аппарат «Галилео» обнаружил на Европе ионосферу, что указывало на существование атмосферы у спутника. Впоследствии с помощью орбитального телескопа «Хаббл» у Европы действительно были замечены следы крайне слабой атмосферы, давление которой не превышает 1 микропаскаль. Атмосфера состоит из кислорода, образовавшегося в результате разложения льда на водород и кислород под действием солнечной радиации (лёгкий водород при столь низком тяготении улетучивается в космос).

Единственным моментом, который затрудняет возникновение сложных форм жизни, является замкнутость океана. То есть в Солнечной системе в составе астероидов и комет летает довольно много сложных органических соединений, но им, при попадании на поверхность Европы, почти невозможно проникнуть сквозь толстый слой льда. Таким образом, жизнь на Европе, должна была изначально зародиться в недрах океана.

Однако последние исследования и модели Европы говорят о том, что органическим соединениям совершенно не обязательно проникать на глубину 3-4 километров. Уже примерно на глубине 10 метров концентрация кислорода значительно возрастает, а плотность льда снижается. Таким образом, теоретически, жизнь на Европе может быть уже на глубине 10 метров.

Ричард Гринберг из планетарной лаборатории Университета штата Аризона, говорит, что для поиска жизни на Европе совершенно не обязательно исследовать подледный океан.

Кроме того, ученый полагает, что температура воды на Европе может быть существенно выше, чем предполагает большинство исследователей. Дело в том, что Европа находится в сильном гравитационном поле Юпитера, который притягивает Европу в 1000 раз сильнее, чем Земля притягивает Луну. Очевидно, что под таким притяжением твердая поверхность Европы на которой расположен океан, должна быть очень активной в геологическом плане, а раз так, то здесь должны быть активные вулканы, извержения которых поднимают температуру воды.

Гринберг говорит, что последние компьютерные модели показывают, что поверхность Европы фактически изменяется каждые 50 млн лет. Кроме того, как минимум 50% дна Европы - это горные хребты, образующиеся под воздействием гравитации Юпитера. Именно гравитация ответственна и за то, что значительная часть кислорода на Европе расположена в верхних слоях океана.

"Примерно 40% поверхности Европы - это хаотичные местности. Можно с определенной долей уверенности сказать и о том, что на дне есть много разломов, которые хранят тяжелые химические элементы", - говорит ученый.

С учетом нынешних динамических процессов на Европе, ученые подсчитали, что для достижения того же уровня насыщения кислородом, что и на Земле, океану Европы достаточно всего 12 млн лет. "За этот период времени тут образуется оксидных соединений достаточно для того, чтобы поддерживать самую большую морскую жизнь, что есть на нашей планете", - отмечает он.