EVROPA (SATELIT): CHARAKTERISTIKA, SLOŽENÍ, OBĚŽNÁ DRÁHA, POHYB - ARTE - 2025

Europa je přírodní satelit nebo Měsíc Jupitera, objevený v roce 1610 italským astronomem Galileo Galilei (1564-1642). Je součástí tzv. Galilejských měsíců, společně s Ganymedem, Io a Callisto. Jeho jméno pochází z postavy v řecké mytologii: Europa byla matkou krále Minose na Krétě, jednoho z mnoha milovníků krále bohů.

Německý astronom Simon Marius, současník Galileo, navrhl jméno ve svém díle, které také připisovalo objev jovianských satelitů, než to Galileo oznámil.

Obrázek 1. Přirozený barevný obraz Evropy pořízený misí Galileo, linie jsou pravděpodobně zlomeninami v kůře s odhalenými horninami. Zdroj: Wikimedia Commons. NASA / JPL / DLR / Public domain

Další označení používané pro tento satelit a v současnosti nepoužívané je označení, které původně navrhl Galileo, s římskými číslicemi. Europa je tedy také Jupiter II, protože je to druhý galilejský měsíc v blízkosti planety (Io je nejbližší, ale jsou zde další čtyři menší měsíce).

Astronomové nakonec padli na návrh Mariuse, který možná objevil satelity nezávisle na Galileu.

Objev galilejských měsíců obíhajících kolem Jupiteru byl mezníkem pro vědu. Posílilo heliocentrickou teorii Koperníka a přimělo lidstvo, aby si uvědomilo, že Země není středem vesmíru.

Galilejské měsíce však zůstaly dlouhou dobu jako malé světelné body, viděné dalekohledem obíhajícím kolem Jupitera.

To bylo do doby, než bezpilotní mise Pioneer, Voyager, Galileo a New Horizons přinesly záplavu informací o Evropě a zbývajících druzích obřích planet.

Obecné vlastnosti

Možná obývatelnost

Europa, o něco menší než Měsíc, má pod hladinou oceán vody a je chráněna před slunečním větrem jovianským magnetickým polem, což mu dává určité vyhlídky na obývatelnost.

Obrázek 2. Srovnávací velikost Evropy, vlevo dole, se Zemí a Měsícem. Zdroj: Wikimedia Commons. Apollo 17 Obrázek celé země: NASATeleskopický obraz úplňku: Gregory H. Revera Obrázek Evropy: NASA / JPL / Public Domain

Přidejte k tomu skutečnost, že Evropa je možná tektonická. A kromě Země nebyl dosud znám žádný jiný nebeský objekt se složitou geologií.

Atmosféra

Má také atmosféru, jemnou, ale s kyslíkem, a její hustota, i když ne tak vysoká jako na Zemi, naznačuje, že v jejím složení je dobré množství horniny.

Povrch

Zmrazený povrch je velmi hladký a sotva prochází čarami znázorněnými na obrázku 1.

Tyto čáry možná odrážejí napětí v ledové kůře o tloušťce 100–150 km, která pokrývá Evropu, a odhaluje podložní horninu, pod níž je tekutá voda.

Vevnitř Evropy je dostatek tepla na udržení tohoto oceánu v důsledku přílivového oteplování.

To je obyčejné myslet na přílivy jako jevy typické pro oceánské masy, nicméně gravitační přitažlivost nejen vytlačí vodu, ale také skálu. A tyto procesy způsobují tření, které rozptyluje energii orbitálního pohybu na teplo.

Žádné magnetické pole

Z měření magnetického pole prováděného bezpilotními misemi je známo, že Evropě chybí vlastní magnetické pole. Zjistili však také existenci železného jádra a vrstvy vody bohaté na minerální obsah pod kůrou.

Tato měření ukazují, že kompas cestovatele, který přijíždí do Evropy, by zažil divoký výkyv, zejména pokud je přístup k Jupiteru maximální. A to je to, že intenzivní jovianské magnetické pole interaguje s vodivým materiálem podloží a způsobuje tyto fluktuace.

Albedo Evropy

Je známo, že Evropa má ledový a mírně nerovný povrch, a to nejen kvůli informacím získaným prostřednictvím obrázků, ale také kvůli měřením prováděným na svém albedu.

Albedo jakéhokoli objektu - astronomického nebo jiného druhu - je zlomkem světla, který odráží. Proto se jeho hodnota pohybuje od 0 do 1.

Pokud je albedo 0, znamená to, že předmět pohlcuje veškeré světlo, aniž by cokoli odrážel, naopak, pokud je 1, odráží to úplně.

Zrcadla jsou objekty s velkým albedem a Evropa je 0,69. To znamená, že odráží přibližně 69% světla, které dopadá na jeho povrch, což je známkou toho, že led, který jej zakrývá, je čistý a čerstvý.

Povrch Evropy je proto relativně mladý, odhaduje se, že je kolem 10 milionů let. Povrchy se starým ledem bývají spíše tmavé a mají méně albedo.

Další skutečností v její prospěch je, že na povrchu Evropy nemají téměř žádné krátery dopadu, což naznačuje dostatečnou geologickou aktivitu pro vymazání důkazů o dopadech.

Jeden z těchto mála kráterů se objevuje ve spodní části obrázku 1. Je to světlá skvrna ve tvaru krtka s tmavým středem, nazvaný Kráter Pwyll, na počest keltského božstva podsvětí.

Shrnutí hlavních fyzikálních charakteristik Evropy

Překladové hnutí

Europa se pohybuje po Jupiteru s časem jen něco málo přes 3 a půl dne, po poměrně kruhové oběžné dráze.

Zvláštností v translačním pohybu Evropy je to, že je v synchronní rotaci s Jupiterem. Proto vždy ukazuje stejnou tvář planetě, stejně jako Měsíc na Zemi. Tento jev se také nazývá přílivová vazba.

Obrázek 3. Europa vždy ukazuje stejnou tvář Jupiteru díky synchronní rotaci. Zdroj: NASA.

Přílivová vazba je charakterizována skutečností, že bere předmět současně obíhat kolem nejmasivnějšího těla - v tomto případě Jupiteru - jako jedna úplná revoluce na své vlastní ose.

Vysvětlení je, že nebeská těla nejsou hmotami bodů, ale objekty se znatelnými rozměry. Z tohoto důvodu není gravitační síla, kterou Jupiter vyvíjí na své satelity, homogenní, je na nejbližší straně intenzivnější a na druhé straně méně intenzivní.

To vytváří v Evropě periodické zkreslení, které je také ovlivněno gravitační silou, kterou pravidelně vyvíjejí další blízké galilejské měsíce: Ganymede a Io.

Výsledkem je zesílení gravitačních sil ve jevu známém jako orbitální rezonance, protože ostatní měsíce gravitačně přitahují Evropu v přesných časových intervalech.

Laplaceova rezonance

Evropa samozřejmě dělá totéž s ostatními měsíci a vytváří mezi nimi jakýsi soulad.

Vzájemné gravitační účinky galilských měsíců se nazývají Laplaceova rezonance, po jejím objeviteli, v roce 1805 francouzský matematik a astronom Pierre Simon de Laplace.

Ve fyzice existuje několik druhů rezonance. Toto je vzácná rezonance, ve které jsou revoluční období tří měsíců v poměru 1: 2: 4. Jakákoli síla působící na některého ze členů tohoto systému je přenášena na ostatní prostřednictvím gravitační interakce.

Obrázek 4. Animace orbitální rezonance mezi galilejskými satelity. Zdroj: Wikimedia Commons. Uživatel: Matma Rex / Public domain.

Proto přílivové síly způsobují, že celá Evropa je vystavena výstupkům a stlačením, které způsobují výše popsané zahřívání. A také to způsobuje, že Evropa má v sobě oceán tekuté vody.

Rotační pohyb

Europa má rotační pohyb kolem své vlastní osy, která, jak jsme již řekli, má stejné trvání jako orbitální období díky přílivové vazbě, kterou má s Jupiterem.

Složení

V Evropě jsou stejné prvky jako na Zemi. V atmosféře je v jádru kyslík, železo a křemičitany, zatímco voda, nejnápadnější látka, zabírá vrstvu pod kůrou.

Voda pod Evropou je bohatá na minerální soli, jako je chlorid sodný nebo běžná sůl. Přítomnost síranu hořečnatého a kyseliny sírové může částečně vysvětlit načervenalé čáry, které procházejí povrchem satelitu.

Předpokládá se také, že v Evropě existují tholiny, organické sloučeniny, které se vytvářejí díky ultrafialovému záření.

Tholiny převládají v ledových světech, jako je Evropa a Saturnův měsíc Titan. Uhlík, dusík a voda jsou nutné pro jejich tvorbu.

Vnitřní struktura

Vnitřní struktura Evropy je podobná struktuře Země, protože má jádro, plášť a kůru. Jeho hustota je spolu s hustotou Io vyšší než v případě dalších dvou galilejských měsíců, což naznačuje vyšší obsah křemičitanu.

Obrázek 5. Vnitřní struktura čtyř galilských měsíců podle teoretických modelů. Zdroj: Kutner, M. Astronomie: fyzická perspektiva.

Jádro Europa není vyrobeno z roztaveného kovu (na rozdíl od Io), což naznačuje, že voda pod kůrou má vysoký obsah minerálů, protože evropský magnetismus pochází z interakce mezi dobrým vodičem, jako je voda se solemi a intenzivní magnetické pole Jupiteru.

Radioaktivní prvky oplývají skalnatým pláštěm, které při rozpadu emitují energii a představují pro Evropu další zdroj vnitřního tepla, kromě přílivového ohřevu.

Nejvzdálenější vrstva vody, částečně zamrzlá a částečně tekutá, se v některých oblastech odhaduje na 100 km, ačkoli jiná tvrdí, že je pouze asi 200 m.

V každém případě odborníci souhlasí s tím, že množství tekuté vody v Evropě může být dvakrát tolik, kolik je na Zemi.

To je také věřil, že tam jsou jezera ve štěrbinách ledové kůry, jak navrhl na obrázku 6, který by mohl také skrýt život.

Ledový povrch dostává nepřetržitou interakci s nabitými částicemi vyslanými z pásů záření Jovian. Silný magnetismus Jupitera urychluje elektrické náboje a dodává jim energii. Částice tak dosáhnou povrchového ledu a fragmentují molekuly vody.

Během procesu se uvolní dostatek energie, aby se vytvořily zářící oblaky plynu kolem Evropy, které Cassiniho sonda pozorovala, když míří k Saturn.

Obrázek 6. Vnitřní struktura Evropy podle modelů vytvořených s dostupnými informacemi. Zdroj: Wikimedia Commons.

geologie

Bezpilotní mise poskytly velké množství informací o Evropě, a to nejen v množství obrazů s vysokým rozlišením, které vyslaly na povrch, ale také v důsledku gravitačních účinků Evropy na lodě.

Snímky odhalují velmi světle žlutý povrch, postrádající viditelné tvary, jako jsou tyčí hory nebo pozoruhodné krátery, na rozdíl od jiných galilských satelitů.

Nejzajímavější je ale síť klikatých čar, které se nepřetržitě protínají a které jasně vidíme na obrázku 1.

Vědci se domnívají, že tyto linie pocházejí z hlubokých trhlin v ledu. Při bližším pohledu mají čáry tmavý okraj se světlejším středním pruhem, o kterém se předpokládá, že je produktem velkých gejzírek.

Obrázek 7. Gejzíry Evropy, viděný Hubbleem. Zdroj: NASA.

Tyto tyčící se sloupy páry (chocholy) několik kilometrů vysoké jsou tvořeny teplejší vodou, která stoupá z vnitřku zlomeninami, jak uvádí pozorování z Hubbleova kosmického dalekohledu.

Některé analýzy odhalily stopy zanechané vodou s vysokým obsahem minerálů a následně se odpařily.

Je možné, že pod kůrou Evropy existují procesy subduction, které se vyskytují na Zemi, ve kterých se tektonické desky sbíhají na okrajích a pohybují se vůči sobě v tzv. Subduction zónách.

Ale na rozdíl od Země jsou talíře vyrobeny z ledu, který se pohybuje spíše nad tekutým oceánem než magmatem, jako to dělá na Zemi.

Možná obývatelnost Evropy

Mnoho odborníků je přesvědčeno, že oceány Evropy mohou obsahovat mikrobiální život, protože jsou bohaté na kyslík. Kromě toho má Evropa atmosféru, i když tenkou, ale s přítomností kyslíku, prvkem nezbytným pro udržení života.

Další možností, jak podpořit život, jsou jezera zapouzdřená v ledové kůře Evropy. V současné době se jedná o předpoklady a chybí mnohem více důkazů, které by je potvrdily.

K posílení této hypotézy se nadále přidávají některé důkazy, například přítomnost jílových minerálů v kůře, které jsou na Zemi spojeny s organickou hmotou.

A další důležitou látkou, která se podle nových zjištění nachází na povrchu Evropy, je chlorid sodný nebo běžná sůl. Vědci zjistili, že stolní sůl za převládajících podmínek v Evropě získává světle žlutou barvu, která je vidět na povrchu satelitu.

Pokud tato sůl pochází z evropských oceánů, znamená to, že velmi pravděpodobně nesou podobnost se suchozemskými, a tím i možnost skrývat život.

Tato zjištění nutně neznamenají, že v Evropě existuje život, ale pokud bude potvrzena, má satelit dostatečné podmínky pro svůj vývoj.

Již existuje mise NASA s názvem Europa Clipper, která je v současné době ve vývoji a mohla by být zahájena v příštích několika letech.

Mezi jeho cíle patří studium povrchu Evropy, geologie satelitu a jeho chemického složení, jakož i potvrzení existence oceánu pod kůrou. Budeme muset počkat trochu déle, abychom to zjistili.

Reference

1. BBC. Proč je Jupiterův ledový měsíc Europa nejlepším kandidátem k nalezení mimozemského života ve Sluneční soustavě? Obnoveno z: bbc.com.
2. Eales, S. 2009. Planety a planetární systémy. Wiley-Blackwell.
3. Kutner, M. 2003. Astronomie: fyzikální perspektiva. Cambridge University Press.
4. Pasachoff, J. 2007. Kosmos: Astronomie v novém tisíciletí. Třetí edice. Thomson-Brooks / Cole.
5. Seeds, M. 2011. Sluneční soustava. Sedmé vydání. Cengage Learning.
6. Wikipedia. Evropa (měsíc). Obnoveno z: en.wikipedia.org.
7. Wikipedia. Europa Clipper. Obnoveno z: es.wikipedia.org.