Какая температура на спутнике европа. Вода на Европе. Уникальный спутник Юпитера

Ледяной спутник Европа – второе после Земли место в Солнечной системе, где возможно присутствие жизни. Средняя температура поверхности планеты –160 градусов Цельсия.

Долгое время считалось, что вода в жидком состоянии может находиться только на Земле, а присутствие воды на других планетах Солнечной системы представлено либо в виде льда, либо в газообразном состоянии. Наличие жидкой воды теоретически возможно и косвенно доказано на , под поверхностью планеты и под полярными шапками. Возможно также присутствие жидкой воды в атмосфере . В тех слоях его атмосферы, где давление и температура подобна Земным, вода сконденсируется в капли. Но никто даже предположить не мог, что на маленьком спутнике Юпитера спрятан океан, больше Земного.

В 1610 году Галилео Галилей открыл 4 самых крупных спутника Юпитера: , Европу, и . Сегодня эти спутники называют Галилеевыми. Второй по удаленности от Юпитера – ледяная Европа. Эта крошечная (диаметр 3000 км) по сравнению с Юпитером (140 000км в диаметре) планета в среднем удалена от него на 670 000 км.

Для сравнения, Луна удалена от Земли на среднее расстояние 380 000 км и имеет диметр 3400 км.

Современное изучение спутников планет-гигантов началось с миссий НАСА Вояджер 1 и 2. В 1979 году эти аппараты отправили первые изображения спутников Юпитера с близкого расстояния. С тех пор представление о спутниках планет-гигантов было полностью пересмотрено. Так, Ио, самый близкий к Юпитеру из Галилеевых спутников, вместо покрытого льдом и кратерами, предстал перед учеными горячим вулканически активным объектом. ()

Так же как Ио, Европа имеет слегка вытянутую орбиту вокруг Юпитера. Планета то приближается к гиганту, то удаляется от него. Полный оборот вокруг Юпитера Европа делает за 3,5 земных суток. Вращаясь вокруг Юпитера, Европа постоянно испытывает на себе влияние его гравитации. Юпитер словно растягивает, а затем сжимает Европу. Трение внутри Европы разогревает недра планеты. Этого тепла хватает для поддержания большого количества воды в жидком состоянии.

Внутреннее строение Европы

В центре Европы находится твердое металлическое ядро, покрытое слоем горных пород. Поверхностный слой состоит изо льда, толщиной от 10 до 30 км, под которым скрывается жидкий океан толщиной до 100 км. Океан такой величины может содержать в 2 раза больше пригодной для жизни воды, чем Земные океаны.

Для сравнения, количество воды на Европе и на Земле.

Поверхность Европы самая гладкая в Солнечной системе, представлена в основном равнинами, хребтами изо льда, полосами и хаотичными областями. Разные проявления рельефа поверхности Европы так же служат доводом в пользу существования подповерхностного океана.

Хребты на поверхности Европы могут формироваться в результате намораживания льда в местах разломов поверхности, откуда в холодное космическое пространство испаряется подповерхностный океан.

Европа в натуральном (слева) и усиленных (справа) цветах. Фото НАСА, «Галилео».

Хаотичные области могут формироваться путем перемешивания разного по температуре льда. Лед, более холодный у поверхности, опускается к центру спутника, а более теплый лед, нагретый жидкой водой, поднимается на поверхность, создавая выпуклые и вогнутые образования – лентикулы (lat – lenticulae – веснушки). Для дальнейшего исследования Европы именно эти области могут быть выбраны в качестве основной цели как носители информации из глубоких слоев планеты.

Поверхность Европы покрыта складками, трещинами и лентикулами, диаметр которых достигает 10 км. Фото НАСА, «Галилео».

Встречаются также и области, где поверхность Европы очень напоминает Земные пейзажи. На фото ниже, сделанном космическим аппаратом «Галилео», видны блоки водяного льда различной формы, которые откалывались, поворачивались и переворачивались в воде пока поверхность снова не застыла.

Поверхность Европы покрыта множеством темных линий. В длину они могут полностью опоясывать спутник, а в ширину достигать 20 км. Эти линии также могут служить доказательством существования океана под поверхностью планеты. Европа находится в гравитационном захвате Юпитера, то есть она всегда повернута к нему одной стороной. Исходя из этого, трещины должны образовываться и ориентироваться на планету. Но ориентация на Юпитер наблюдается только у молодых разломов, более древние ориентированы иначе, и чем более старые разломы, тем сильнее их смещение. Это может объясняться тем, что внешняя оболочка спутника вращается относительно ядра Европы под воздействием гравитации Юпитера, «плавая» на слое жидкой воды. Анализ данных с космических аппаратов «Галилео» и «Вояджер» позволяют говорить о том, что один полный оборот внешней оболочки планеты относительно ядра совершается за 12 000 лет.

Цвет полос говорит о различии химического состава воды под поверхностью и льда на поверхности. Существует также гипотеза, что цвет полос является следствием жизнедеятельности микроорганизмов, живущих под поверхностью Европы.

Фото поверхности Европы в усиленных цветах. Изображение охватывает площадь 1200 км на 1200 км. Фото НАСА, «Галилео».

Атмосфера Европы в триллион раз разряженнее атмосферы Земли, и состоит из молекулярного кислорода. Под действием Солнечного ультрафиолетового излучения и радиации, поверхностный лед расщепляется на водород и кислород. Более легкий водород улетучивается в открытый космос, а кислород удерживается у поверхности Европы. Через трещины в поверхности и благодаря перемешиванию слоев льда, кислород может попадать в подповерхностный океан. Концентрация кислорода в океане Европы может быть сопоставима с концентрацией кислорода в глубинах Земного океана.

Европа и Юпитер снятые КА «Новые горизонты» НАСА, по пути к Плутону.

Несмотря на то, что Европа находится за пределами обитаемой зоны Солнечной системы, условия, в которых она сформировалась, создают благоприятную обстановку для существования внеземной жизни. А обитающие на Земле организмы – экстремофилы, образ жизни которых связан с экстремальными условиями (температура, давление, кислотность среды) еще сильнее подогревают исследовательский интерес к этому непознанному миру.

В связи с реальной возможностью существования даже примитивной жизни, исследователи сталкиваются с проблемой заражения Земными организмами замкнутой экологической системы Европы. Именно для недопущения заражения Европы, космический аппарат НАСА «Галилео», после 8 лет исследований системы Юпитера, был отправлен на самосожжение в атмосферу Юпитера.

Дальнейшие исследования

Следующим гостем системы Юпитера станет межпланетный космический аппарат Jupiter Icy Moon Explorer Европейского космического агентства. Станция планируется к запуску в 2020 гг. для исследования Европы, и Каллисто. Вместе с этим ведутся разработки по созданию программы, включающей в себя бурение поверхности Европы и последующий сбор данных роботизированной плавающей станцией. Результатом этой программы может стать ответ на самый древний вопрос – одни ли мы во Вселенной?

Европа в естественных цветах. Фото НАСА, «Галилео».

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.

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 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

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

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

В современное время планетологи уверены, что нам удастся обнаружить жизнь скорее на спутнике Европа (юпитерском спутнике), чем на Марсе. Данное космическое тело имеет массу неразгаданных тайн. На сегодняшний день известно, что под толстой ледяной коркой Европы содержится жидкий океан, вполне пригодный для зарождения жизни, теплый и сравнительно безопасный.

Очень часто в интернете появляются статьи о том, что под ледяной поверхностью Европы обитают живые существа, похожие на наших рыб и млекопитающих. Иногда такие теории подкреплены фотографиями знакомых нам дельфинов. Конечно же, нам было бы приятно встретить знакомых млекопитающих на других планетах, но если рассуждать с научной точки зрения, то их, скорее всего, в океане спутника не окажется. Никто не отрицает, что там может присутствовать жизнь, но она, вероятнее всего, будет иметь свою форму, особенную и неповторимую.

Немного общей информации

Европой называют один их четырех гигантских спутников, расположенных возле планеты Юпитер. Всего у этой планеты имеется шестнадцать спутников, но большинство из них особого внимания не заслуживают, так как являются сравнительно мелкими. Орбита Европы имеет вытянутую форму, поэтому она периодически приближается к своей планете, а потом отдаляется от нее. Во время сближения на Европу действует гравитация огромного Юпитера. Таким образом, Европа с постоянной периодичностью сжимается и разжимается. Это нагревает ее внутренний океан, делая его пригодным для жизни разнотипных микроорганизмов.

Планетологи и астрофизики уверены, что в центральной части Европы (спутника Юпитера) имеется ядро, покрытое горными породами. За ним располагается океан с жидкой водой, глубина которого достигает 100 километров. Поверхностным слоем Европы является лед, толщина которого приравнивается к 10-30 км. Температура на поверхности юпитерского спутника приравнивается к -160⁰ по Цельсию.

Из-за невероятно глубоководного океана, покрытого толстенным слоем льда, поверхность юпитерского спутника считают максимально гладкой в нашей планетарной системе. Рассматривая изображения Европы, можно заметить многокилометровые полосы, покрывающие ледяную поверхность, а также хребты, выпуклости и разнотипные вогнутые участки. Эти «неровности» являются прямым доказательством наличия воды подо льдом юпитерского спутника.

Самым интересным явлением на Европе планетологи называют притемненные линии, которые буквально опоясывают спутник вдоль и поперек. Ширина этих образований может доходить до двадцати км. Планетологи считают, что это следы от разломов коры, через которые на поверхность пробивалась жидкость. Цвет полос они объясняют тем, что со льдом в реакцию могли войти продукты жизнедеятельности подводных обитателей Европы, которыми, вероятнее всего, являются бактерии и другие микроорганизмы.

Может ли развиться жизнь на юпитерской Европе

Солнечные ультрафиолетовые лучи «обрабатывают» поверхность юпитерского спутника регулярно. Они растопляют лед, разделяя его на водород и кислород. Легчайший водород практически моментально испаряется, а более тяжелый кислород задерживается некоторое время на поверхности Европы. Через трещины и щели в коре, о которых говорилось выше, кислород может проникать в океан юпитерского спутника. Таким образом, внутри Европы имеется жидкая вода, которая регулярно смешивается с кислородом, а из недр этого юпитерского соседа постоянно идет тепло, подогревающее его океан.

Д. Берне – известный планетолог, говорит о возможности жизни в океане Европы следующее:

На протяжении десятилетий мы считали, что для образования и развития жизни необходимы три фактора – вода, свет и атмосфера. Но на дне моря, к примеру, нет последних двух условий. Несмотря на это, жизнь там существует, причем вполне нормально. Таким образом, последние два условия для образования жизни можно отбросить. В океане Европы (юпитерского спутника) вполне может существовать инопланетная жизнь, подобная нашим трубчатым червям и моллюскам, которые прекрасно существуют на морском и океаническом дне.

Т. Голд, который тоже работает планетологом и интересуется инопланетной жизнью, заявляет:

Самыми живучими существами на нашей планете являются микроорганизмы. Именно они правят миром. Если кто-то может существовать на других планетах, то это они – разнообразные микробы. В океане Европы для них имеются идеальные условия.

Когда тайна Европы раскроется?

Агентство НАСА приступило к разработке новейшего проекта «Clipper», направленного на изучение юпитерского соседа. Бюджет данного проекта оценили в 2 миллиарда долларов. Этот проект планировали реализовать в 2020-х годах, но пока заморозили из-за кризиса. Кроме этого, на Юпитер и его спутники обратило внимание агентство ЕКА, представители которого планируют запустить к вышесказанной планете аппараты в 2025-30 годах.