אירופה (לוויין): מאפיינים, הרכב, מסלול, תנועה - ארטה - 2025

אירופה היא לוויין או ירח טבעי של יופיטר, שהתגלה בשנת 1610 על ידי האסטרונום האיטלקי גלילאו גליליי (1564-1642). זה חלק מהירחים הגליליים כביכול, יחד עם גנימד, איו וקליסטו. שמו בא מדמות במיתולוגיה היוונית: אירופה הייתה אמו של המלך מינוס מכרתים, אחד מאוהביו הרבים של מלך האלים.

האסטרונום הגרמני סימון מריוס, בן זמנו של גלילאו, הציע את השם ביצירה שלו, שהעניקה גם את גילוי הלוויינים היוביים לפני שגלילאו הכריזה על כך.

איור 1. תמונה צבעונית טבעית של אירופה שצולמה על ידי משימת גלילאו, הקווים הם ככל הנראה שברים בקרום עם סלעים חשופים. מקור: Wikimedia Commons. NASA / JPL / DLR / רשות הרבים

ייעוד נוסף המשמש לוויין זה וכעת שאינו בשימוש הוא זה שהציע גלילאו במקור, עם ספרות רומיות. לפיכך, אירופה היא גם צדק השני, מכיוון שהיא הירח הגלילי השני קרוב לכוכב הלכת (האי הוא הקרוב ביותר אך ישנם ארבעה ירחים קטנים יותר).

בסופו של דבר האסטרונומים נפלו על פי הצעתו של מריוס, שאולי גילה את הלוויינים ללא תלות בגלילאו.

גילוי הירחים הגליליים המקיפים את יופיטר היווה אבן דרך למדע. זה חיזק את התיאוריה ההליוצנטרית של קופרניקוס וגרמה לאנושות להבין שכדור הארץ אינו מרכז היקום.

עם זאת, הירחים הגליליים נותרו זמן רב כנקודות אור קטנות, שנראו כשהטלסקופ מקיף את יופיטר.

זה היה עד שהמשימות הבלתי מאוישות פיוניר, וויאג'ר, גלילאו וניו אופקים הביאו מבול של מידע על אירופה ועל לווייני הנותרים של כוכבי הלכת הענקיים.

מאפיינים כלליים

הרגל אפשרי

באירופה, קטנה מעט מהירח, יש אוקיינוס ​​של מים מתחת לפני השטח והיא מוגנת מפני הרוח הסולארית על ידי השדה המגנטי Jovian, מה שמקנה לה סיכויים מסוימים למגורים.

איור 2. גודל השוואתי של אירופה, משמאל למטה, עם כדור הארץ והירח. מקור: Wikimedia Commons. אפולו 17 תמונה של כדור הארץ כולו: דימוי הירח המלא של נאסאטלסקופי: גרגורי ה. ריבה תמונה של אירופה: נאס"א / JPL / נחלת הכלל

הוסף לזה את העובדה שאירופה היא אולי טקטונית. ומלבד כדור הארץ, עד כה לא היה ידוע על שום אובייקט שמיימי אחר עם גיאולוגיה מורכבת.

אַטמוֹספֵרָה

יש לו גם אטמוספרה, קלושה אך עם חמצן, וצפיפותה, אם כי לא גבוהה כמו כדור הארץ, מרמזת שיש בה כמות טובה של סלע בהרכבו.

משטח

המשטח הקפוא חלק מאוד, בקושי חוצה את הקווים המוצגים באיור 1.

קווים אלו עשויים לשקף מתחים בקרום הקפוא בעובי 100-150 ק"מ המכסה את אירופה, וחושף את הסלע הבסיסי, שמתחתיו יש מים נוזליים.

בפנים אירופה יש מספיק חום בכדי לתחזק את האוקיאנוס הזה בגלל התחממות הגאות והשפל.

מקובל לחשוב על גאות והשפל כתופעות האופייניות להמונים אוקיאניים, אולם האטרקציה הכבידה לא רק מעקה את המים, אלא גם את הסלע. ותהליכים אלו מביאים לחיכוך המפזר את האנרגיה של התנועה האורבלית לחום.

אין שדה מגנטי

באמצעות מדידות של השדה המגנטי שנעשה על ידי משימות בלתי מאוישות, ידוע כי לאירופה אין שדה מגנטי משלה. אך הם גם גילו את קיומם של גרעין ברזל ושכבת מים עשירה בתכולת מינרלים מתחת לקרום.

מדידות אלה מצביעות על כך שמצפן המטייל המגיע לאירופה יחווה נדנדה פרועה, במיוחד כאשר הגישה לצדק היא מקסימאלית. וזה שהשדה המגנטי היובי העוצמתי מתקשר עם החומר המוליך של תת-הקרקע, וגורם לתנודות אלה.

האלבדו של אירופה

ידוע כי לאירופה יש משטח קרח ומעט לא אחיד, לא רק בגלל המידע המתקבל באמצעות תמונות, אלא גם בגלל המדידות שנעשו לאלבדו.

האלבדו של כל אובייקט - אסטרונומי או בעל אופי אחר - הוא שבריר האור שהוא משקף. זו הסיבה שערכה נע בין 0 ל -1.

אם האלבדו הוא 0 זה אומר שהאובייקט סופג את כל האור מבלי לשקף דבר, נהפוך הוא, אם הוא 1 הוא משקף אותו לחלוטין.

מראות הן עצמים עם אלבדו גדול וזה של אירופה הוא 0.69. המשמעות היא שהוא משקף כ 69% מהאור שמגיע לפני השטח שלו, אינדיקציה לכך שהקרח המכסה אותו נקי ועדכני.

לכן פני השטח של אירופה צעירים יחסית, לפי הערכות כבן 10 מיליון שנים. משטחים עם קרח ישן נוטים להיות כהים למדי ויש להם פחות אלבדו.

עובדה נוספת לטובתה היא שלמשטחי אירופה אין כמעט מכתשי השפעה, מה שמרמז על פעילות גיאולוגית מספקת כדי למחוק עדויות להשפעות.

אחד המכתשים המעטים הללו מופיע בתחתית איור 1. זוהי נקודת האור בצורת שומה עם מרכז חשוך, המכונה מכתש פויל, לכבוד האלוהות הקלטית בעולם התחתון.

סיכום המאפיינים הפיזיים העיקריים של אירופה

תנועת תרגום

אירופה נעה סביב צדק עם תקופה של קצת יותר משלושה וחצי ימים, בעקבות מסלול מעגלי למדי.

המוזרות בתנועת התרגום של אירופה היא שהיא נמצאת בסיבוב סינכרוני עם צדק. לכן הוא תמיד מראה את אותם הפנים לכוכב הלכת, בדיוק כמו שהירח עושה לכדור הארץ. תופעה זו ידועה גם כצימוד גאות ושפל.

איור 3. אירופה מציגה תמיד את אותן הפנים ליופיטר בזכות הסיבוב הסינכרוני. מקור: נאס"א.

צימוד הגאות מאופיין בכך שהוא לוקח את האובייקט באותו זמן למסלול סביב הגוף המסיבי ביותר - צדק במקרה זה - כפי שהוא מבצע מהפכה שלמה אחת בציר עצמו.

ההסבר הוא שגופי שמים אינם המוני נקודה, אלא עצמים עם ממדים ניכרים. מסיבה זו, כוח הכובד שמפעיל יופיטר בלוויינים אינו הומוגני, הוא אינטנסיבי יותר בצד הקרוב ופחות אינטנסיבי בצד הרחוק.

זה יוצר עיוות תקופתי באירופה, המושפע גם מכוח הכובד המופעל באופן קבוע על ידי הירחים הגליליים הסמוכים: גנימד ואו.

התוצאה היא הגברה של כוחות הכבידה בתופעה המכונה תהודה מסלולית, שכן הירחים האחרים מושכים בכבידה את אירופה בפרקי זמן מדויקים.

תהודה לפלס

וכמובן שאירופה עושה את אותו הדבר עם הירחים האחרים, ויוצרת סוג של הרמוניה בין כולם.

השפעות הכבידה ההדדיות של הירחים הגליליים נקראות תהודה לפלס, על שם מגלה אותה המתמטיקאי והאסטרונום הצרפתי פייר סימון דה לאפלס בשנת 1805.

בפיזיקה ישנם כמה סוגים של תהודה. זהו תהודה נדירה שבה תקופות המהפכה של שלושת הירחים נמצאים ביחס 1: 2: 4. כל כוח המופעל על אחד מחברי מערכת זו מועבר לאחרים באמצעות אינטראקציה כבידתית.

איור 4. אנימציה של התהודה האורביטאלית בין לווייני הגליל. מקור: Wikimedia Commons. משתמש: Matma Rex / רשות הרבים.

לכן כוחות הגאות והשפל גורמים לכל אירופה להיות נתון למזיקים ולחיצות שמקורם בחימום המתואר לעיל. וזה גם גורם לאירופה להיות אוקיינוס ​​של מים נוזליים.

תנועה סיבובית

לאירופה תנועה סיבובית סביב ציר משלה, שכאמור יש אותה משך זמן התקופה מסלולית, בזכות הצימוד הגאות והשפל שיש לה עם צדק.

הרכב

אותם אלמנטים קיימים באירופה כמו על כדור הארץ. באטמוספירה יש חמצן, ברזל וסיליקטים נמצאים בליבה, ואילו מים, החומר הבולט ביותר, תופסים את השכבה שמתחת לקרום.

המים תחת אירופה עשירים במלחים מינרליים, כמו נתרן כלורי או מלח נפוץ. נוכחותם של מגנזיום סולפט וחומצה גופרתית עשויה להסביר בחלקה את הקווים האדמדמים שחוצים את פני הלוויין.

עוד מאמינים כי באירופה ישנם תולינים, תרכובות אורגניות הנוצרות בזכות קרינה אולטרה סגולה.

תולינים נפוצים בעולמות קפואים כמו אירופה וטיטאן הירח של שבתאי. על מנת להיווצר פחמן, חנקן ומים.

מבנה פנימי

המבנה הפנימי של אירופה דומה לזה של כדור הארץ, מכיוון שיש לו ליבה, מעטפה וקרום. הצפיפות שלו, יחד עם זה של Io, גבוהה יותר מאשר במקרה של שני הירחים הגליליים האחרים, מה שמעיד על תכולת סיליקט גבוהה יותר.

איור 5. מבנה פנימי של ארבעת הירחים הגליליים, לפי מודלים תיאורטיים. מקור: קוטנר, מ. אסטרונומיה: נקודת מבט פיזית.

ליבת אירופה אינה עשויה ממתכת מותכת (בניגוד ל- Io), מה שמרמז על כך שהמים מתחת לקרום הם בעלי תכולת מינרלים גבוהה, שכן המגנטיות של אירופה נובעת מהאינטראקציה בין מוליך טוב כמו מים עם מלחים. והשדה המגנטי העז של צדק.

אלמנטים רדיואקטיביים שופעים במעטפת הסלעית, הפולטים אנרגיה בעת ריקבון ומהווים מקור חום פנימי נוסף לאירופה, מלבד חימום גאות ושפל.

על פי הערכות שכבת המים החיצונית ביותר, חלקית קפואה וחלקה נוזלית, בעובי של 100 ק"מ באזורים מסוימים, אם כי אחרים טוענים כי היא כ -200 מ 'בלבד.

בכל מקרה, מומחים מסכימים שכמות המים הנוזלים באירופה יכולה להיות פי שניים מכמות האדמה.

ההערכה היא כי ישנם אגמים בנקיקי קרום הקרח, כפי שמוצע באיור 6, שיכולים גם להכיל חיים.

המשטח הקפוא מקבל את האינטראקציה הרציפה עם חלקיקים טעונים שנשלחים מחגורות הקרינה היובית. המגנטיות החזקה של צדק מאיצה מטענים חשמליים ומפעילה אותם. כך החלקיקים מגיעים לקרח השטח ומפיצלים את מולקולות המים.

מספיק אנרגיה משתחררת בתהליך, מספיק כדי ליצור את ענני הגז הזוהרים סביב אירופה שהחוקר קאסיני צפה כשפנה לעבר שבתאי.

איור 6. מבנה פנימי של אירופה על פי הדגמים שנוצרו עם המידע הזמין. מקור: Wikimedia Commons.

גֵאוֹלוֹגִיָה

משימות בלתי מאוישות סיפקו שפע של מידע על אירופה, לא רק בשל ריבוי התמונות ברזולוציה גבוהה ששלחו מעל פני השטח, אלא גם בגלל השפעות הכבידה של אירופה על החלליות.

התמונות חושפות משטח צהוב בהיר מאוד, נטול צורות יבשה בולטות, כמו הרים מתנשאים או מכתשים בולטים, שלא כמו לוויינים גליליים אחרים.

אך מה שהכי בולט הוא רשת הקווים הרזים המצטלבים ללא הרף ואנחנו רואים בבירור באיור 1.

מדענים מאמינים כי הקווים הללו מקורם בקיעים עמוקים בקרח. במבט מקרוב יותר, לקווים יש קצה כהה עם פס מרכזי בהיר יותר האמין כי הוא תוצר של גייזרים גדולים.

איור 7. הגייזרים של אירופה, רואים האבל. מקור: נאס"א.

עמודי אדים מתנשאים אלה (גפירות) שגובהם כמה קילומטרים מורכבים מים חמים יותר העולים מהחלק הפנימי דרך השברים, כפי שדווחו בתצפיות מטלסקופ החלל האבל.

כמה ניתוחים חושפים את העקבות שהשאירו מים עם תכולת מינרלים גבוהה והתאיידו לאחר מכן.

יתכן שמתחת לקרום אירופה ישנם תהליכי כניסה, כפי שהם מתרחשים על פני כדור הארץ, בהם לוחות טקטוניים מתכנסים בקצוות, נעים זה לזה באזורים המכונים אזורי כניסה.

אך בניגוד לכדור הארץ, לוחות עשויים קרח שנע על פני אוקיינוס ​​נוזלי, ולא מאגמה, כפי שעושה על כדור הארץ.

הרגל אפשרי של אירופה

מומחים רבים משוכנעים כי אוקיינוסים של אירופה יכולים להכיל חיים מיקרוביאליים, מכיוון שהם עשירים בחמצן. בנוסף, באירופה יש אווירה, אמנם רזה, אך עם נוכחות חמצן, אלמנט הכרחי לקיום חיים.

אפשרות נוספת לתמוך בחיים הם האגמים עטופים בקרום הקרח של אירופה. כרגע מדובר בהנחות והרבה עדויות חסרות כדי לאשר אותן.

הוכחות מסוימות ממשיכות להוסיף לחיזוק השערה זו, למשל נוכחותם של מינרלים מחימר בקרום אשר על פני כדור הארץ קשורים לחומר אורגני.

וחומר חשוב נוסף שלפי ממצאים חדשים נמצא על פני אירופה הוא נתרן כלורי או מלח נפוץ. מדענים גילו שמלח שולחן, בתנאים השוררים באירופה, מקבל את הצבע הצהוב החיוור שנראה על פני הלוויין.

אם המלח הזה מגיע מהאוקיאנוסים של אירופה, פירוש הדבר שהם עשויים לשאת דמיון לאלה היבשתיים, ואיתם אפשרות לקיים חיים.

ממצאים אלה לא מרמזים בהכרח על קיום חיים באירופה, אך אם יאשר, יש ללוויין תנאים מספקים לפיתוחו.

יש כבר משימה של נאס"א בשם אירופה קליפר, שנמצאת כעת בפיתוח ויכולה להיות משיקה בשנים הקרובות.

בין מטרותיו: מחקר פני השטח של אירופה, הגיאולוגיה של הלוויין והרכבו הכימי, וכן אישור קיומו של האוקיאנוס מתחת לקרום. נצטרך לחכות עוד קצת כדי לגלות.

הפניות

1. BBC. מדוע אירח הירח הקפוא של יופיטר הוא המועמד הטוב ביותר למצוא חיים מחוץ לכדור הארץ במערכת השמש? התאושש מ: bbc.com.
2. Eales, S. 2009. כוכבי לכת ומערכות פלנטריות. וויילי-בלקוול.
3. Kutner, M. 2003. אסטרונומיה: נקודת מבט פיזית. הוצאת אוניברסיטת קיימברידג '.
4. Pasachoff, J. 2007. הקוסמוס: אסטרונומיה במילניום החדש. מהדורה שלישית. תומסון-ברוקס / קול.
5. Seeds, M. 2011. מערכת השמש. המהדורה השביעית. לימוד Cengage.
6. ויקיפדיה. אירופה (ירח). התאושש מ: en.wikipedia.org.
7. ויקיפדיה. קליפר אירופה. התאושש מ: es.wikipedia.org.