Introduction
Před několika desítkami let nabízela science fiction hypotetický scénář: Co kdyby v oceánu pod ledovým povrchem Jupiterova měsíce Europa bujel mimozemský život? Tato představa vytáhla měsíc Europa ze zapomnění na výsluní, kde zůstal a podněcuje představivost lidí z vědecké komunity i mimo ni, kteří fantazírují o tom, že lidé objeví život mimo Zemi. Tato fantazie však může mít reálný základ.
Z pozemních teleskopů vědci věděli, že povrch Europy tvoří převážně vodní led, a vědci našli přesvědčivé důkazy, že pod ledovou krustou se nachází oceán tekuté vody nebo ledové tříště. V roce 1979 proletěly Jovovou soustavou dvě sondy Voyager, které poskytly první náznaky, že by se na Europě mohla nacházet kapalná voda. Pozemní teleskopy na Zemi pak spolu se sondou Galileo a vesmírnými teleskopy zvýšily důvěru vědců v existenci oceánu na Europě.
Vědci se domnívají, že ledový plášť Europy je silný 10 až 15 mil (15 až 25 km) a pluje na oceánu hlubokém 40 až 100 mil (60 až 150 km). Ačkoli má tedy Europa pouze čtvrtinu průměru Země, její oceán může obsahovat dvakrát více vody než všechny pozemské oceány dohromady. Rozsáhlý a nezměrně hluboký oceán Europy je všeobecně považován za nejslibnější místo pro hledání života mimo Zemi. Prolétající sonda by dokonce mohla odebrat vzorky oceánu Europy, aniž by přistála na povrchu měsíce, protože je možné, že oceán Europy uniká do vesmíru.
Ačkoli během pobytu sondy Galileo v Jupiterově soustavě v 90. letech 20. století nebyly pozorovány žádné chuchvalce vody, novější pozorování z dalekohledů, jako je Hubbleův vesmírný dalekohled, a také reanalýza některých údajů ze sondy Galileo naznačují, že je možné, že tenké chuchvalce vody jsou vyvrhovány 100 mil (160 km) nad povrch Europy. V listopadu 2019 mezinárodní výzkumný tým pod vedením NASA oznámil, že poprvé přímo detekoval vodní páru nad povrchem Europy. Tým měřil páru pomocí spektrografu na Keckově observatoři na Havaji, který měří chemické složení planetárních atmosfér prostřednictvím infračerveného světla, které vyzařují nebo pohlcují.
Pokud výpary skutečně existují a pokud je jejich zdroj spojen s oceánem Europy, pak by sonda mohla proletět výpary a odebrat z nich vzorky a analyzovat je z oběžné dráhy a v podstatě by analyzovala oceán měsíce (sonda Cassini provedla tento výkon u Saturnova měsíce Enceladus, o němž je známo, že má oceán stříkající do vesmíru). I když Europa nevystřikuje do vesmíru volné vzorky, studie z roku 2018 dospěla k závěru, že vzorky oceánu Europy by mohly zmrznout do základny ledového pláště měsíce, kde se led dostává do kontaktu s oceánem. Jak se ledový krunýř deformuje a prohýbá vlivem slapových sil, teplejší a méně hustý led by se zvedl a vynesl by vzorky oceánu na povrch, kde by je sonda mohla analyzovat na dálku, mimo jiné pomocí infračervených a ultrafialových přístrojů. Vědci by pak mohli studovat složení materiálu a zjistit, zda by oceán na Europě mohl být vhodný pro nějakou formu života.
Potenciál života
Potenciál života
Zdá se, že život, jak ho známe, má tři hlavní požadavky: tekutou vodu, vhodné chemické prvky a zdroj energie.
Astrobiologové – vědci, kteří zkoumají vznik, vývoj a budoucnost života ve vesmíru – se domnívají, že Europa má hojnost vody a vhodné chemické prvky, ale zdroj energie na Europě se potvrzuje obtížně. Na Zemi byly nalezeny formy života, kterým se daří v blízkosti podzemních sopek, hlubokomořských průduchů a dalších extrémních prostředí. Tyto „extrémofilní“ formy života vědcům napovídají, jak by život mohl být schopen přežít pod ledovým krunýřem Europy.
Pokud nakonec na Europě (nebo třeba na Marsu či Enceladu) najdeme nějakou formu života, může vypadat jako mikroby, nebo možná něco složitějšího. Pokud se podaří prokázat, že život vznikl nezávisle na sobě na dvou místech kolem téže hvězdy, bylo by pak důvodné podezření, že život vzniká ve vesmíru poměrně snadno, jakmile jsou k dispozici potřebné ingredience, a že by se život mohl vyskytovat v celé naší galaxii i ve vesmíru. Pokud by byl na Europě nalezen život, jak by to mohlo změnit váš pohled na vesmír a naše místo v něm?
Velikost a vzdálenost
Velikost a vzdálenost
S rovníkovým průměrem 1940 mil (3100 km) je Europa velká asi 90 procent velikosti pozemského Měsíce. Pokud bychom tedy nahradili náš Měsíc Europou, objevila by se na obloze zhruba stejně velká jako náš Měsíc, ale jasnější – mnohem, mnohem jasnější. Povrch Europy je tvořen vodním ledem, a proto odráží 5,5krát více slunečního světla než náš Měsíc.
Europa obíhá kolem Jupiteru ve vzdálenosti asi 417 000 mil (671 000 km) od planety, která sama obíhá kolem Slunce ve vzdálenosti zhruba 500 milionů mil (780 milionů km), tedy 5,2 astronomické jednotky (AU). Jedna AU je vzdálenost Země od Slunce. Světlu ze Slunce trvá přibližně 45 minut, než dosáhne Europy. Vzhledem k této vzdálenosti je sluneční světlo na Jupiteru a Europě asi 25krát slabší než na Zemi.
Oběžná dráha a rotace
Oběžná dráha a rotace
Europa obíhá kolem Jupiteru každé 3,5 dne a je k němu gravitačně přimknuta, takže k planetě je vždy obrácena stejnou polokoulí. Oběh Jupiteru kolem Slunce trvá přibližně 4 333 pozemských dní (neboli asi 12 pozemských let) (joviánský rok). Jupiterův rovník (a rovina oběhu jeho měsíců) je vůči dráze oběhu Jupitera kolem Slunce skloněn o pouhé 3 stupně (Země je skloněna o 23,5 stupně). To znamená, že se Jupiter otáčí téměř kolmo, takže planeta, stejně jako Europa a další desítky Jupiterových měsíců, nemají tak extrémní roční období jako jiné planety.
Jupiterovy měsíce Io, Europa a Ganymedes jsou v tzv. rezonanci – Ganymedes obíhá kolem Jupiteru vždy jednou, Europa dvakrát a Io čtyřikrát. Oběžné dráhy většiny velkých satelitů nebo planet mají časem tendenci stát se kruhovými, ale v případě těchto tří satelitů vytváří rezonance nucenou excentricitu, protože satelity se vzájemně řadí do stejných bodů svých oběžných drah stále dokola, čímž si navzájem poskytují malé gravitační přetahování, které brání tomu, aby se jejich oběžné dráhy staly kruhovými.
Protože dráha Europy je eliptická (mírně protažená z kruhové), její vzdálenost od Jupiteru se mění a blízká strana měsíce pociťuje gravitaci Jupiteru silněji než jeho vzdálenější strana. Velikost tohoto rozdílu se s oběžnou dráhou Europy mění a vytváří příliv a odliv, který povrch měsíce roztahuje a uvolňuje.
Pružení způsobené přílivem a odlivem pravděpodobně vytváří na povrchu měsíce zlomy. Pokud na Europě existuje oceán, mohlo by zahřívání vlivem přílivu a odlivu vést také k vulkanické nebo hydrotermální aktivitě na mořském dně, která by dodávala živiny, díky nimž by oceán mohl být vhodný pro život.
Struktura
Struktura
Předpokládá se, že stejně jako naše planeta má i Europa železné jádro, kamenný plášť a oceán slané vody. Na rozdíl od Země však oceán na Europě leží pod ledovým krunýřem o tloušťce pravděpodobně 10 až 15 mil (15 až 25 km) a jeho hloubka se odhaduje na 40 až 100 mil (60 až 150 km). Přestože důkazy o existenci vnitřního oceánu jsou silné, jeho přítomnost čeká na potvrzení budoucí misí.
Formation
Formation
Velké galileovské satelity Jupiteru (Io, Europa, Ganymedes a Callisto) pravděpodobně vznikly ze zbytků materiálu po kondenzaci Jupiteru z počátečního oblaku plynu a prachu obklopujícího Slunce na počátku historie sluneční soustavy. Tyto čtyři měsíce jsou pravděpodobně přibližně stejně staré jako zbytek sluneční soustavy – asi 4,5 miliardy let.
Ve skutečnosti se galileovským satelitům někdy říká „mini sluneční soustava“, protože se zformovaly ze zbytků Jupiteru podobně, jako se Země a další planety zformovaly z plynu a prachu, který zůstal po vzniku našeho Slunce. Tím však podobnosti nekončí. Každá planeta vnitřní sluneční soustavy má menší hustotu než její vnitřní soused – Mars má menší hustotu než Země, která má menší hustotu než Venuše, která má menší hustotu než Merkur. Stejným principem se řídí i galileovské měsíce, které jsou tím méně husté, čím dále jsou od Jupiteru. Menší hustota ve větších vzdálenostech je pravděpodobně způsobena teplotou: hustší, kamenný a kovový materiál kondenzuje nejdříve v blízkosti Jupiteru nebo Slunce, zatímco lehčí ledový materiál kondenzuje až ve větších vzdálenostech, kde je chladněji.
Vzdálenost od Jupiteru také určuje, jak velký slapový ohřev galileovské satelity zažívají – Io, který je Jupiteru nejblíže, je ohříván natolik, že je vulkanicky nejaktivnějším tělesem ve sluneční soustavě, a pravděpodobně již dávno vypudil veškerou vodu, kterou měl při svém vzniku. Europa má vrstvu ledu a vody na povrchu kamenitého a kovového nitra, zatímco Ganymedes a Callisto mají ve skutečnosti vyšší podíl vodního ledu, a tedy nižší hustotu.
Povrch
Povrch
Vodní ledový povrch Europy je protkán dlouhými lineárními zlomy. Na základě malého počtu pozorovatelných kráterů se zdá, že povrch tohoto měsíce není starší než 40 až 90 milionů let, což je z geologického hlediska mládí (stáří povrchu Callisto, dalšího z Jupiterových měsíců, se odhaduje na několik miliard let). Podél mnoha zlomů Europy a ve skvrnách na jejím povrchu se nachází červenohnědý materiál, jehož složení není s jistotou známo, ale pravděpodobně obsahuje soli a sloučeniny síry, které se smísily s vodním ledem a byly modifikovány zářením. Toto složení povrchu může být vodítkem k tomu, aby se měsíc mohl stát obyvatelným světem.
Sonda Galileo NASA zkoumala soustavu Jupiteru v letech 1995-2003 a uskutečnila řadu průletů kolem Europy. Galileo odhalil podivné jámy a dómy, které naznačují, že vrstva ledu na Europě by se mohla vlivem tepla přicházejícího zespodu pomalu proměňovat neboli konvekce (chladnější, hustší led klesá, zatímco teplejší, méně hustý led stoupá). Dlouhé, lineární zlomy jsou často široké jen 1-2 kilometry, ale mohou se táhnout tisíce kilometrů po celém povrchu Europy. Některé z těchto zlomů vyrostly do hřebenů vysokých stovky metrů, zatímco jiné se zřejmě roztáhly do širokých pásů několika paralelních zlomů. Galileo také nalezl oblasti nazývané „terén chaosu“, kde byly rozbité, blokovité krajiny pokryty záhadným načervenalým materiálem. V roce 2011 vědci zkoumající data z Galilea navrhli, že chaotické terény by mohly být místa, kde se povrch zhroutil nad čočkovitými jezery usazenými v ledu.
Atmosféra
Atmosféra
Europa má jen slabou atmosféru z kyslíku, ale v roce 2013 NASA oznámila, že vědci využívající Hubbleův vesmírný teleskop našli důkazy, že Europa možná aktivně vypouští vodu do vesmíru. To by znamenalo, že měsíc je v současnosti geologicky aktivní. Pokud to potvrdí následná pozorování, mohly by být chuchvalce vody studovány budoucími sondami podobně, jako Cassini odebírala vzorky chuchvalců Saturnova měsíce Enceladus.
Magnetosféra
Magnetosféra
Jedno z nejdůležitějších měření provedených misí Galileo ukázalo, jak je narušeno magnetické pole Jupiteru v prostoru kolem Europy. Měření silně naznačilo, že zvláštní typ magnetického pole je uvnitř Europy vytvářen (indukován) hlubokou vrstvou jakési elektricky vodivé tekutiny pod povrchem. Na základě ledového složení Europy se vědci domnívají, že nejpravděpodobnějším materiálem, který vytváří tento magnetický podpis, je globální oceán slané vody, a tento výsledek magnetického pole je stále nejlepším důkazem, který máme pro existenci oceánu na Europě.
.