Спутник Европа

Размещено на http://www.allbest.ru/

РЕФЕРАТ

на тему: «Спутник Европа»

Европа (др.-греч. ??????), или Юпитер II -- шестой спутник Юпитера, наименьший из четырёх галилеевых спутников, один из самых крупных спутников в Солнечной системе. Обнаружена в 1610 году Галилео Галилеем и, вероятно, Симоном Марием в то же самое время. На протяжении столетий за Европой велись всё более всесторонние наблюдения при помощи телескопов, а также, начиная с 1970-х годов, пролетающих вблизи космических аппаратов.

По размерам уступая земной Луне, Европа состоит из силикатных пород, а в центре спутника находится железное ядро. Поверхность состоит изо льда и является одной из самых гладких в Солнечной системе; она испещрена поперечнополосатыми трещинами и полосами, в то время как кратеров практически нет. Легко заметная молодость и гладкость поверхности привели к гипотезе, что на Европе находится подповерхностный океан, состоящий из воды, который может служить пристанищем длявнеземной микробиологической жизни. Гипотеза образования океана сводится к тому, что тепловая энергия от приливного ускорения позволила ему оставаться жидким и стимулировала эндогенную геологическую активность, близкую к тектонике плит. У спутника есть крайне разреженная атмосфера, состоящая в основном из кислорода.

Интересные характеристики Европы, особенно возможность обнаружения внеземной жизни, привели к целому ряду предложений по исследованиям спутника. Миссия КА «Галилео», начавшаяся в 1989 году, предоставила большую часть текущих данных о Европе. Запуск новой миссии по изучению ледяных спутников Юпитера, Europa Jupiter System Mission (EJSM), запланирован на 2020 год.

История открытия и наименования

Наряду с тремя другими самыми большими спутниками Юпитера (Ио, Ганимедом и Каллисто), Европа была открыта Галилео Галилеем в январе 1610 года при помощи изобретённого им телескопа-рефрактора с 20-кратным увеличением. орбита поверхность спутник европа

Первое наблюдение спутника было совершено Галилеем 7 января 1610 года в Падуанском университете, однако тогда он не смог отделить Европу от другого юпитерианского спутника -- Ио -- и описал оба спутника как единое космическое тело. Ошибка была обнаружена Галилеем на следующий день, 8 января 1610 года (эта дата и одобрена в качестве даты открытия Европы МАС). Открытие Европы и других галилеевых спутников было анонсировано Галилеем в работе «Sidereus Nuncius» в марте 1610 года, где он назвал их «планетами Медичи» (в честь своего покровителя) и обозначил римскими цифрами.

Орбита и вращение

Радиус орбиты спутника равен 670 900 км. Европа совершает полный оборот вокруг Юпитера за время немногим больше трёх с половиной земных суток. Орбита спутника почти круговая (при эксцентриситете равном всего 0,009), а её наклонотносительно плоскости экватора Юпитера мал -- приблизительно 0,470°. Как и все галилеевы спутники, Европа всегда повёрнута одной и той же стороной к Юпитеру (находится в приливном захвате). Из-за этого на полушарии Европы, повёрнутом к планете, есть точка, с которой кажется, что Юпитер находится прямо над головой. Нулевой меридиан Европы пересекается с этой точкой.

Однако исследования показывают, что спутник не находится в полном приливном захвате, так как у него было замечено почти асинхронное вращение: Европа вращается быстрее, чем обращается вокруг планеты, или, по крайней мере, так было в прошлом. Это говорит об асимметричном внутреннем распределении массы и о том, что слой подповерхностной жидкости отделяет ледяную кору от мантии из горных пород.

Небольшой эксцентриситет орбиты Европы, поддерживающийся гравитационными возмущениями от других галилеевых спутников, заставляет точку Европы, находящуюся прямо под Юпитером, колебаться около среднего положения орбиты вблизи от плоскости экватора Юпитера. Как только Европа приближается к Юпитеру, гравитационное притяжение планеты увеличивается, что заставляет спутник несколько видоизменять форму, слегка вытягиваясь по направлению планеты. Как только Европа удаляется от Юпитера, гравитационное притяжение планеты уменьшается, заставляя спутник снова принимать более сфероидальную форму. Эксцентриситет орбиты Европы постоянно подвергается возмущениям вследствие орбитального резонанса спутника с Ио. Приливная деформация формирует недра Европы и обеспечивает спутник источником тепла, который, стимулируя подземные геологические процессы, вероятно, позволяет оставаться подповерхностному океану жидким. Вращение Юпитера является основным источником энергии для этого процесса, а далее она поступает на Ио через приливы, вызываемые Юпитером, и передаётся Европе и Ганимеду при помощи орбитальных резонансов -- их орбитальные периоды относятся как 1:2:4.

Физические характеристики

По размеру Европа немногим меньше земной Луны. Имея диаметр чуть более 3100 км, она является шестым по величине спутником и пятнадцатым крупнейшим объектом Солнечной системы. Несмотря на то, что Европа самая маленькая из галилеевых спутников, она более массивная, чем все известные спутники в Солнечной системе, уступающие ей размерами. Её удельная плотность позволяет предположить, что, состоя в основном изсиликатных пород, спутник схож по составу с планетами земной группы.

Поверхность

Поверхность Европы одна из самых ровных в Солнечной системе^[30], лишь немногие образования, напоминающие холмы, имеют высоту до нескольких сотен метров. Высокое альбедо 0,64 спутника свидетельствует о том, что поверхностный лёд относительно чистый и, следовательно, «молодой» (полагают, что, чем чище лёд на поверхности «ледяных спутников», тем он моложе).

Наиболее часто на поверхности спутника встречаются следующие геоструктуры:

- Равнинные области. Гладкие равнины могут образоваться в результате активности криовулканов, которые извергаются на поверхность, заполняя растекающейся и твердеющей водой огромные площади.

- Хаотические области, которые напоминают случайно разбросанные «обломки» разных геометрических форм.

- Области с преобладанием линий и полос.

- Хребты (как правило, сдвоенные).

- Кратеры.

Внутренняя структура

- Европа больше похожа на планеты земной группы, чем другие «ледяные спутники», и в значительной степени, состоит из горных пород. Поверхность спутника полностью покрыта слоем воды толщиной предположительно 100 км, частью в виде ледяной поверхностной коры толщиной10--30 км; частью, как полагают, -- в виде подповерхностного жидкого океана. Ниже лежат горные породы, а в центре, предположительно, находится небольшое металлическое ядро.

Последние данные о магнитном поле Европы, полученные орбитальным аппаратом «Галилео», показали, что оно подвержено индукции посредством взаимодействия с магнитосферой Юпитера, а это подразумевает под собой наличие подповерхностного проводящего слоя.

Этот слой, скорее всего, и представляет собой жидкий океан, состоящий из воды.

Предположительно, кора Европы сдвинута на 80° относительно ядра, что было бы маловероятно, если бы лёд прочно прилегал к мантии. Это служит дополнительным доказательством в пользу подповерхностного океана.

Линии

- Сложная система линий на поверхности (в искусственном цвете)

- Изображение, полученное «Галилео» в примерно естественных цветах, демонстрирующее линии на поверхности Европы

- Вся поверхность Европы испещрена множеством пересекающихся линий. Это разломы и трещины в ледяном панцире спутника. Некоторые линии почти полностью опоясывают планету. Система трещин в ряде мест напоминает трещины на ледяном панцире Северного полюса Земли.

- Вероятно, поверхность Европы претерпевает постепенные изменения, в частности, образуются новые разломы. В большинстве своём они представлены трещинами, превосходящими 20 км в поперечнике, зачастую с тёмными диффузными внешними краями, регулярными бороздами и центральными полосами, состоящими из более светлой материи. Более тщательные исследования выявили, что края некоторых трещин могут двигаться относительно друг друга по обе стороны, причём подповерхностная жидкость иногда может подниматься через трещины вверх.

- По наиболее вероятной гипотезе, эти линии, возможно, результат серии извержений разогретого льда из-за растяжения коры Европы, которые открыли доступ к более тёплым слоям, расположенным в недрах. Данный эффект аналогичен тому, который наблюдался в океанических хребтахЗемли. На кору спутника, а, следовательно, и на появление трещин, как считается, оказывают влияние приливные силы Юпитера.

Поскольку Европа тесно связана с приливами Юпитера, то система трещин должна была быть предсказуема и иметь определённые черты. Однако только относительно молодые трещины спутника соответствуют смоделированному образу, а другие трещины кажутся производными других, более древних геопроцессов Европы.

Это может объясняться также тем, что поверхность Европы вращается быстрее собственных недр: эффект, объясняемый подповерхностным океаном, разделяющим поверхность спутника (внешнюю ледяную кору) и силикатную мантию, а также влиянием сил притяжения Юпитера, которые воздействуют на внешнюю кору льда спутника. Сравнивая фотографии «Вояджера» и «Галилео», учёные пришли к выводу, что полный оборот внешней ледяной коры относительно недр спутника занимает минимум 12 000 лет.

Хребты

- На Европе имеются протяжённые сдвоенные хребты; возможно, они образуются в результате нарастания льда вдоль кромок открывающихся и закрывающихся трещин.

- Нередко встречаются и тройные хребты. На первом этапе, в результате приливных деформаций в ледяном панцире образуется трещина, края которой разогревают окружающее пространство. Вязкий лёд внутренних слоёв расширяет трещину и поднимается вдоль неё к поверхности, загибая её края в стороны и вверх. Выход вязкого льда на поверхность образует центральный хребет, а загнутые края трещины -- боковые хребты. Эти процессы могут сопровождаться разогревом, вплоть до плавления локальных областей и возможных проявлений криовулканизма.