EIROPA (SATELĪTS): RAKSTUROJUMS, SASTĀVS, ORBĪTA, KUSTĪBA - ARTE - 2025

Eiropa ir dabisks Jupitera pavadonis vai mēness, kuru 1610. gadā atklāja itāļu astronoms Galileo Galilei (1564-1642). Tas ir daļa no tā dēvētajiem Galilejas pavadoņiem kopā ar Ganimīdu, Io un Kallisto. Tās nosaukums cēlies no grieķu mitoloģijas personāža: Europa bija Krētas karaļa Minosa māte, viena no daudzajiem dievu karaļa cienītājiem.

Vācu astronoms Galileo laikabiedrs Simons Mariuss ieteica vārdu savā darbā, kurā arī tika ieskaitīts Jovijas pavadoņu atklājums, pirms Galileo to paziņoja.

1. attēls. Dabiskas krāsas Europa attēls, ko uzņēmis Galileo misija, līnijas, iespējams, ir lūzumi garozā ar atklātiem iežiem. Avots: Wikimedia Commons. NASA / JPL / DLR / Publiskais īpašums

Vēl viens apzīmējums, ko izmanto šim satelītam un šobrīd netiek izmantots, ir Galileo sākotnēji ierosinātais nosaukums ar romiešu cipariem. Tādējādi Eiropa ir arī Jupiters II, jo tas ir otrais Galilejas mēness tuvu planētai (Io ir vistuvākais, bet ir vēl četri mazāki pavadoņi).

Galu galā astronomi kritās pēc Mariusa ierosinājuma, kurš, iespējams, atklāja satelītus neatkarīgi no Galileo.

Galilejas pavadoņu, kas riņķo ap Jupiteru, atklāšana bija zinātnes pavērsiena punkts. Tas stiprināja Kopernika heliocentrisko teoriju un lika cilvēcei saprast, ka Zeme nav Visuma centrs.

Tomēr Galilejas pavadoņi ilgu laiku palika kā mazi gaismas punkti, kas bija redzami ar teleskopu, kas riņķo ap Jupiteru.

Tas bija līdz brīdim, kad bezpilota misijas Pioneer, Voyager, Galileo un New Horizons atnesa informācijas plūdus par Europa un milzu planētu atlikušajiem satelītiem.

Vispārīgais raksturojums

Iespējamā apdzīvojamība

Europa, nedaudz mazāka par Mēnesi, zem ūdens atrodas okeāns ar ūdeni, un to no saules vēja aizsargā Jovijas magnētiskais lauks, kas tai dod noteiktas iespējas dzīvot.

2. attēls. Salīdzinošais Europa izmērs apakšējā kreisajā pusē ar Zemi un Mēnesi. Avots: Wikimedia Commons. Apollo 17 - Zemes attēls: NASAT Pilnmēness teleskopiskais attēls: Gregorijs H. Revera: Europa attēls: NASA / JPL / Public domain

Papildus tam jāpiebilst, ka Eiropa, iespējams, ir tektoniska. Un izņemot Zemi, līdz šim neviens cits debess objekts ar sarežģītu ģeoloģiju nebija zināms.

Atmosfēra

Tam ir arī atmosfēra, necaurlaidīga, bet ar skābekli, un tā blīvums, kaut arī nav tik augsts kā Zeme, liek domāt, ka tā sastāvā ir labs iežu daudzums.

Virsma

Saldētā virsma ir ļoti gluda, to tik tikko šķērso 1. attēlā redzamās līnijas.

Šīs līnijas, iespējams, atspoguļo spriegumus 100–150 km biezajā ledus garozā, kas klāj Eiropu, pakļaujot klintīm, zem kurām ir šķidrs ūdens.

Plūdmaiņas sildīšanas dēļ Eiropas iekšpusē ir pietiekami daudz siltuma, lai uzturētu šo okeānu.

Parasti plūdmaiņas tiek uzskatītas par okeānu masām raksturīgām parādībām, tomēr gravitācijas pievilcība ne tikai izspiež ūdeni, bet arī ieži. Šie procesi rada berzi, kas siltumā izkliedē orbītas kustības enerģiju.

Nav magnētiskā lauka

Veicot bezpilota misiju veiktus magnētiskā lauka mērījumus, ir zināms, ka Eiropai trūkst sava magnētiskā lauka. Bet viņi arī atklāja, ka zem garozas ir dzelzs serde un ūdens slānis, kas bagāts ar minerālu saturu.

Šie mērījumi norāda, ka Eiropā ieceļojoša ceļotāja kompass piedzīvos savvaļas šūpoles, it īpaši, ja pieeja Jupiteram ir maksimāla. Un tas ir tas, ka intensīvais Jovian magnētiskais lauks mijiedarbojas ar pamatnes vadošo materiālu, izraisot šīs svārstības.

Eiropas albedo

Ir zināms, ka Europa virsmai ir ledaina un nedaudz nelīdzena virsma ne tikai ar attēliem iegūtās informācijas dēļ, bet arī ar albedo veiktajiem mērījumiem.

Jebkura objekta - astronomiska vai cita veida - albedo ir gaismas daļa, ko tas atspoguļo. Tāpēc tā vērtība svārstās no 0 līdz 1.

Ja albedo ir 0, tas nozīmē, ka objekts absorbē visu gaismu, neko neatstarojot, gluži pretēji, ja tas ir 1, tas to pilnībā atspoguļo.

Spoguļi ir objekti ar lielu albedo, un Europa attēls ir 0,69. Tas nozīmē, ka tas atspoguļo aptuveni 69% gaismas, kas sasniedz tās virsmu, kas norāda, ka ledus, kas to pārklāj, ir tīrs un nesen noticis.

Tāpēc Europa virsma ir salīdzinoši jauna, tiek lēsts, ka tā ir aptuveni 10 miljoni gadu veca. Virsmas ar vecu ledu mēdz būt diezgan tumšas un tajās ir mazāk albedo.

Vēl viens fakts par labu tam ir tas, ka Europa virsmā gandrīz nav trieciena krāteru, kas liecina par pietiekamu ģeoloģisko aktivitāti, lai izdzēstu pierādījumus par ietekmi.

Viens no šiem nedaudzajiem krāteriem parādās 1. attēla apakšā. Tas ir gaismas punkts mola formā ar tumšu centru, ko sauc par Pwyll krāteri, par godu pazemes ķeltu dievībai.

Eiropas galveno fizisko īpašību kopsavilkums

Tulkošanas kustība

Eiropa pārvietojas pa Jupiteru ar nedaudz vairāk kā 3 ar pusi dienām, sekojot diezgan apļveida orbītā.

Europa translatīvās kustības īpatnība ir tā, ka tā atrodas sinhronā rotācijā ar Jupiteru. Tāpēc tas vienmēr parāda to pašu planētas seju, tāpat kā Mēness to dara uz Zemes. Šo parādību sauc arī par plūdmaiņu savienojumu.

3. attēls. Eiropa vienmēr parāda to pašu seju Jupiteram, pateicoties sinhronajai rotācijai. Avots: NASA.

Plūdmaiņas savienojumu raksturo tas, ka objektam vienādu laiku nepieciešams orbītai ap vismasīvāko virsbūvi - šajā gadījumā Jupiteru -, jo tā veic vienu pilnīgu apgriezienu uz savu asi.

Skaidrojums ir tāds, ka debess ķermeņi nav punktu masas, bet gan objekti ar ievērojamām dimensijām. Šī iemesla dēļ smaguma spēks, ko Jupiters pieliek saviem satelītiem, nav viendabīgs, tas ir intensīvāks tuvākajā pusē un mazāk intensīvs tālākajā pusē.

Tas periodiski rada traucējumus Eiropā, ko ietekmē arī smaguma spēks, kuru regulāri ietekmē citi tuvumā esošie Galilejas pavadoņi: Ganimīds un Io.

Rezultāts ir gravitācijas spēku pastiprināšanās parādībā, kas pazīstama kā orbitāla rezonanse, jo pārējie mēneši gravitācijas ietekmē pievelk Eiropu noteiktos laika intervālos.

Laplasa rezonanse

Un, protams, Eiropa rīkojas tāpat kā ar pārējiem pavadoņiem, radot sava veida harmoniju starp viņiem visiem.

Galilejas pavadoņu savstarpējo gravitācijas efektu sauc par Laplasa rezonansi pēc tā atklājēja, franču matemātiķa un astronoma Pjēra Simona de Laplasa 1805. gadā.

Fizikā ir vairāki rezonanses veidi. Šī ir reta rezonanse, kurā trīs mēnešu revolūcijas periodi ir proporcijā 1: 2: 4. Jebkurš spēks, kas pielikts kādam no šīs sistēmas dalībniekiem, tiek pārnests uz citiem, izmantojot gravitācijas mijiedarbību.

4. attēls. Orbītas rezonanses animācija starp Galilejas satelītiem. Avots: Wikimedia Commons. Lietotājs: Matma Rex / Public domain.

Tāpēc plūdmaiņas spēki liek visu Eiropu pakļaut aizbāžņiem un saspiešanai, kas rodas no iepriekš aprakstītās karsēšanas. Un tas arī izraisa to, ka Eiropā atrodas šķidra ūdens okeāns.

Rotējoša kustība

Eiropai ir rotācijas kustība ap savu asi, kurai, kā jau teicām, ir tāds pats ilgums kā orbitālajam periodam, pateicoties plūdmaiņas savienojumam, kas tam ir ar Jupiteru.

Sastāvs

Eiropā ir tādi paši elementi kā uz Zemes. Atmosfērā ir skābeklis, kodolā atrodas dzelzs un silikāti, bet zemāko garozu slāni aizņem ūdens, kas ir visspilgtākā viela.

Ūdens zem Europa ir bagāts ar minerālsāļiem, piemēram, nātrija hlorīdu vai parasto sāli. Magnija sulfāta un sērskābes klātbūtne daļēji var izskaidrot sarkanīgās līnijas, kas šķērso satelīta virsmu.

Tiek arī uzskatīts, ka Eiropā ir toli, organiski savienojumi, kurus veido ultravioletais starojums.

Tholins ir izplatīts ledainās pasaulēs, piemēram, Europa un Saturna mēness Titan. Lai tās veidotos, ir nepieciešams ogleklis, slāpeklis un ūdens.

Iekšējā struktūra

Europa iekšējā struktūra ir līdzīga Zemei, jo tai ir kodols, mantija un garoza. Tā blīvums kopā ar Io ir lielāks nekā pārējo divu Galilejas pavadoņu gadījumā, norādot uz lielāku silikātu saturu.

5. attēls. Četru Galilejas pavadoņu iekšējā struktūra saskaņā ar teorētiskajiem modeļiem. Avots: Kutners, M. Astronomija: fiziskā perspektīva.

Europa kodols nav izgatavots no kausēta metāla (pretstatā Io), kas liek domāt, ka zem garozas esošajam ūdenim ir augsts minerālu saturs, jo Europa magnētisms rodas mijiedarbībā starp labu vadītāju, piemēram, ūdeni un sāļiem un Jupitera intensīvo magnētisko lauku.

Klinšajā mantijā ir daudz radioaktīvo elementu, kas pūšot izdala enerģiju un ir vēl viens iekšējā siltuma avots Eiropai, izņemot plūdmaiņu sildīšanu.

Tiek lēsts, ka dažos apgabalos daļēji sasalusi un daļēji šķidra ūdens slāņa biezums ir 100 km, lai gan citi apgalvo, ka tas ir tikai aptuveni 200 m.

Jebkurā gadījumā eksperti ir vienisprātis, ka šķidrā ūdens daudzums Eiropā var būt divreiz lielāks nekā tas ir uz Zemes.

Tāpat tiek uzskatīts, ka ledus garozas plaisās ir ezeri, kā ieteikts 6. attēlā, kas arī varētu radīt dzīvību.

Apledojuma virsma nepārtraukti mijiedarbojas ar uzlādētajām daļiņām, kas tiek sūtītas no Jovian starojuma jostām. Jupitera spēcīgais magnētisms paātrina elektriskos lādiņus un tos baro. Tādējādi daļiņas sasniedz virsmas ledu un sadrumstalot ūdens molekulas.

Procesa laikā tiek atbrīvota pietiekami daudz enerģijas, kas ir pietiekama, lai veidotu kvēlojošus gāzes mākoņus ap Eiropu, ko novēroja zonde Cassini, virzoties pretim Saturnam.

6. attēls. Eiropas iekšējā struktūra saskaņā ar modeļiem, kas izveidoti ar pieejamo informāciju. Avots: Wikimedia Commons.

ģeoloģija

Bezpilota misijas ir sniegušas daudz informācijas par Eiropu ne tikai daudzās augstas izšķirtspējas attēlos, ko tās nosūtījušas no virsmas, bet arī tāpēc, ka Eiropa gravitācijas ietekmē kosmosa kuģus.

Attēli atšķirībā no citiem Galilejas pavadoņiem atklāj ļoti gaiši dzeltenu virsmu, kurai nav manāmu reljefu, piemēram, kalnu augstuma vai ievērojamiem krāteriem.

Bet visspilgtākais ir to nepārtraukto līniju tīkls, kas nepārtraukti krustojas un ko mēs skaidri redzam 1. attēlā.

Zinātnieki uzskata, ka šo līniju cēlonis ir dziļas plaisas ledū. Apskatot tuvāk, līnijām ir tumša mala ar gaišāku centrālo svītru, kas, domājams, ir lielo geizeru produkts.

7. attēls. Habla redzētie Europa geizeri. Avots: NASA.

Šīs vairāku kilometru augstās tvaikojošās tvaika (plūmju) kolonnas veido siltāks ūdens, kas caur lūzumiem paceļas no iekšpuses, kā ziņo Habla kosmiskā teleskopa novērojumi.

Dažas analīzes atklāj pēdas, ko atstājis ūdens ar augstu minerālu saturu un pēc tam iztvaikojis.

Iespējams, ka zem Eiropas garozas notiek subdukcijas procesi, jo tie notiek uz Zemes, un tektoniskās plāksnes saplūst malās, pārvietojoties viena pret otru tā saucamajās subdukcijas zonās.

Bet atšķirībā no Zemes, plāksnes ir izgatavotas no ledus, kas pārvietojas pāri šķidram okeānam, nevis magmai, kā tas notiek uz Zemes.

Iespējamā Eiropas apdzīvojamība

Daudzi eksperti ir pārliecināti, ka Eiropas okeāni var saturēt mikrobu dzīvību, jo tie ir bagāti ar skābekli. Turklāt Eiropā ir atmosfēra, kaut arī plāna, bet ar skābekļa klātbūtni - elements, kas nepieciešams dzīvības uzturēšanai.

Vēl viena dzīvības uzturēšanas iespēja ir ezeri, kas iekapsulēti Europa ledus garozā. Pašlaik tie ir pieņēmumi, un to apstiprināšanai trūkst daudz vairāk pierādījumu.

Šīs hipotēzes nostiprināšanai turpina pievienot dažus pierādījumus, piemēram, māla minerālu klātbūtne garozā, kas uz Zemes ir saistīta ar organiskajām vielām.

Un vēl viena svarīga viela, kas saskaņā ar jauniem atklājumiem ir atrodama uz Europa virsmas, ir nātrija hlorīds vai parastais sāls. Zinātnieki ir noskaidrojuši, ka galda sāls Eiropā valdošajos apstākļos iegūst gaiši dzeltenu krāsu, kas redzama uz satelīta virsmas.

Ja šis sāls nāk no Eiropas okeāniem, tas nozīmē, ka tie, ļoti iespējams, ir līdzīgi sauszemes un līdz ar to arī dzīvības uzturēšanas iespējām.

Šie atklājumi nebūt nenozīmē, ka Eiropā pastāv dzīvība, bet, ja tas tiek apstiprināts, satelītam ir pietiekami apstākļi tā attīstībai.

Jau tagad darbojas NASA misija ar nosaukumu Europa Clipper, kas pašlaik tiek izstrādāta un kuru varētu sākt tuvāko gadu laikā.

Starp tās mērķiem ir Europa virsmas izpēte, satelīta ģeoloģija un tā ķīmiskais sastāvs, kā arī okeāna esamības apstiprināšana zem garozas. Mums būs jāgaida nedaudz ilgāk, lai uzzinātu.

Atsauces

1. BBC. Kāpēc Jupitera ledainā mēness Europa ir labākais kandidāts, lai atrastu ārpuszemes dzīvi Saules sistēmā? Atgūts no: bbc.com.
2. Eales, S. 2009. Planētas un planētu sistēmas. Vailijs-Blekvels.
3. Kutners, M. 2003. Astronomija: fiziskā perspektīva. Cambridge University Press.
4. Pasachoff, J. 2007. Kosmoss: astronomija jaunajā tūkstošgadē. Trešais izdevums. Thomson-Brooks / Cole.
5. Sēklas, M. 2011.Saules sistēma. Septītais izdevums. Cengage mācīšanās.
6. Wikipedia. Eiropa (mēness). Atgūts no: en.wikipedia.org.
7. Wikipedia. Europa Clipper. Atgūts no: es.wikipedia.org.