Introducere
Cu câteva decenii în urmă, science fiction-ul a oferit un scenariu ipotetic: Ce s-ar întâmpla dacă viața extraterestră ar prospera într-un ocean sub suprafața înghețată a lunii Europa de pe Jupiter? Noțiunea a scos Europa din obscuritate și a adus-o în lumina reflectoarelor, unde a rămas, alimentând imaginația oamenilor, atât din interiorul, cât și din afara comunității științifice, care au fantezii cu privire la descoperirea de către oameni a vieții dincolo de Pământ. Această fantezie, totuși, ar putea fi întemeiată pe realitate.
Din telescoapele de la sol, oamenii de știință știau că suprafața Europei este formată în cea mai mare parte din gheață de apă, iar oamenii de știință au găsit dovezi puternice că sub crusta de gheață se află un ocean de apă lichidă sau de gheață slinoasă. În 1979, cele două nave spațiale Voyager au trecut prin sistemul jovian, oferind primele indicii că Europa ar putea conține apă lichidă. Apoi, telescoapele terestre de pe Pământ, împreună cu nava spațială Galileo și telescoapele spațiale, au sporit încrederea oamenilor de știință în existența unui ocean din Europa.
Științii cred că învelișul de gheață al Europei are o grosime cuprinsă între 15 și 25 de kilometri (10 și 15 mile), plutind pe un ocean cu o adâncime cuprinsă între 60 și 150 de kilometri (40 și 100 de mile). Astfel, deși Europa are doar un sfert din diametrul Pământului, oceanul său ar putea conține de două ori mai multă apă decât toate oceanele Pământului la un loc. Oceanul vast și insondabil de adânc al Europei este considerat cel mai promițător loc în care se poate căuta viață dincolo de Pământ. O navă spațială în trecere ar putea chiar să preleveze probe din oceanul Europei fără a ateriza pe suprafața lunii, deoarece este posibil ca oceanul Europei să se scurgă în spațiu.
În timp ce nu au fost observate pene în timp ce nava spațială Galileo se afla în sistemul Jupiter în anii 1990, observații mai recente de la telescoape precum Telescopul spațial Hubble, precum și o reanaliză a unor date de la nava spațială Galileo, au sugerat că este posibil ca pene subțiri de apă să fie ejectate la 160 de kilometri deasupra suprafeței Europei. În noiembrie 2019, o echipă internațională de cercetători condusă de NASA a anunțat că a detectat direct vapori de apă pentru prima dată deasupra suprafeței Europei. Echipa a măsurat vaporii cu ajutorul unui spectrograf de la Observatorul Keck din Hawaii, care măsoară compoziția chimică a atmosferelor planetare prin lumina infraroșie pe care o emit sau o absorb.
Dacă plămânii există și dacă sursa lor este legată de oceanul Europei, atunci o navă spațială ar putea călători prin plămân pentru a preleva probe și a le analiza de pe orbită și, în esență, ar analiza oceanul lunii (nava spațială Cassini a realizat această performanță la Enceladus, luna lui Saturn, despre care se știe că are un ocean care se pulverizează în spațiu). Chiar dacă Europa nu ejectează eșantioane gratuite în spațiu, un studiu din 2018 a concluzionat că eșantioane din oceanul Europei ar putea fi înghețate la baza învelișului de gheață al lunii, acolo unde gheața intră în contact cu oceanul. Pe măsură ce cochilia de gheață se distorsionează și se flexează din cauza forțelor mareelor, gheața mai caldă și mai puțin densă s-ar ridica, transportând eșantioanele de ocean la suprafață, unde o navă spațială ar putea să le analizeze de la distanță, folosind, printre altele, instrumente cu infraroșu și ultraviolete. Oamenii de știință ar putea apoi să studieze compoziția materialului pentru a determina dacă oceanul Europei ar putea fi ospitalier pentru o formă de viață.
Potențial pentru viață
Potențial pentru viață
Viața, așa cum o cunoaștem, pare să aibă trei cerințe principale: apă lichidă, elementele chimice adecvate și o sursă de energie.
Astrobiologii – oamenii de știință care studiază originea, evoluția și viitorul vieții în univers – cred că Europa are apă din abundență și elementele chimice potrivite, dar o sursă de energie pe Europa a fost dificil de confirmat. Pe Pământ, au fost descoperite forme de viață care prosperă în apropierea vulcanilor subterani, a gurilor de aerisire de la mare adâncime și a altor medii extreme. Aceste forme de viață „extremofile” oferă oamenilor de știință indicii despre cum ar putea supraviețui viața sub învelișul de gheață al Europei.
Dacă vom găsi în cele din urmă o formă de viață pe Europa (sau pe Marte sau Enceladus, de altfel), aceasta ar putea arăta ca niște microbi, sau poate ceva mai complex. Dacă se poate demonstra că viața s-a format independent în două locuri din jurul aceleiași stele, atunci ar fi rezonabil să bănuim că viața apare destul de ușor în univers, odată ce sunt prezente ingredientele necesare, și că viața ar putea fi găsită în întreaga noastră galaxie și în tot universul. Dacă s-ar găsi viață pe Europa, cum s-ar putea schimba viziunea dumneavoastră asupra cosmosului și a locului nostru în el?
Dimensiuni și distanțe
Dimensiuni și distanțe
Cu un diametru ecuatorial de 3.100 kilometri (1.940 mile), Europa are aproximativ 90% din dimensiunea Lunii Pământului. Așadar, dacă am înlocui Luna noastră cu Europa, aceasta ar apărea pe cer cu aproximativ aceeași dimensiune ca și Luna noastră, dar mai strălucitoare – mult, mult mai strălucitoare. Suprafața lui Europa este formată din gheață de apă și astfel reflectă de 5,5 ori mai multă lumină solară decât Luna noastră.
Europa orbitează în jurul lui Jupiter la aproximativ 671.000 de kilometri (417.000 mile) de planetă, care la rândul ei orbitează în jurul Soarelui la o distanță de aproximativ 780 de milioane de kilometri (500 de milioane de mile), sau 5,2 unități astronomice (UA). O UA este distanța de la Pământ la Soare. Lumina de la Soare are nevoie de aproximativ 45 de minute pentru a ajunge pe Europa. Din cauza distanței, lumina Soarelui este de aproximativ 25 de ori mai slabă la Jupiter și Europa decât pe Pământ.
Orbită și rotație
Orbită și rotație
Europa orbitează în jurul lui Jupiter la fiecare 3,5 zile și este blocată de Jupiter prin gravitație, astfel încât aceeași emisferă a lunii este întotdeauna orientată spre planetă. Jupiter are nevoie de aproximativ 4.333 zile terestre (sau aproximativ 12 ani tereștri) pentru a orbita în jurul Soarelui (un an jovian). Ecuatorul lui Jupiter (și planul orbital al sateliților săi) este înclinat în raport cu traiectoria orbitală a lui Jupiter în jurul Soarelui cu doar 3 grade (Pământul este înclinat cu 23,5 grade). Acest lucru înseamnă că Jupiter se rotește aproape în poziție verticală, astfel încât planeta, precum și Europa și celelalte zeci de sateliți ai lui Jupiter, nu au anotimpuri atât de extreme cum au alte planete.
Lunile lui Jupiter, Io, Europa și Ganymede, se află în ceea ce se numește rezonanță – de fiecare dată când Ganymede orbitează Jupiter o dată, Europa orbitează de două ori, iar Io orbitează de patru ori. În timp, orbitele celor mai mulți sateliți sau planete mari tind să devină circulare, dar în cazul acestor trei sateliți, rezonanța produce o excentricitate forțată, deoarece sateliții se aliniază unul cu celălalt în aceleași puncte ale orbitelor lor de mai multe ori, dându-și reciproc o mică tracțiune gravitațională care le împiedică orbitele să devină circulare.
Pentru că orbita Europei este eliptică (ușor întinsă față de cea circulară), distanța sa față de Jupiter variază, iar partea apropiată a lunii resimte gravitația lui Jupiter mai puternic decât partea sa îndepărtată. Magnitudinea acestei diferențe se schimbă pe măsură ce Europa orbitează, creând maree care întind și relaxează suprafața lunii.
Flexiunea cauzată de maree creează probabil fracturile de la suprafața lunii. Dacă există un ocean pe Europa, încălzirea cauzată de maree ar putea duce, de asemenea, la o activitate vulcanică sau hidrotermală pe fundul mării, furnizând nutrienți care ar putea face ca oceanul să fie potrivit pentru ființe vii.
Structura
Structura
Ca și planeta noastră, se crede că Europa are un nucleu de fier, o manta stâncoasă și un ocean de apă sărată. Spre deosebire de Pământ, însă, oceanul din Europa se află sub un înveliș de gheață cu o grosime probabil între 15 și 25 de kilometri și are o adâncime estimată între 60 și 150 de kilometri. Deși dovezile privind existența unui ocean intern sunt puternice, prezența acestuia așteaptă confirmarea de către o viitoare misiune.
Formație
Formație
Mari sateliți galileeni ai lui Jupiter (Io, Europa, Ganymede și Callisto) s-au format probabil din resturi de material după ce Jupiter s-a condensat din norul inițial de gaz și praf din jurul Soarelui, la începutul istoriei sistemului solar. Acești patru sateliți au probabil aproximativ aceeași vârstă ca și restul sistemului solar – aproximativ 4,5 miliarde de ani.
De fapt, sateliții galileeni sunt uneori numiți un „mini-sistem solar”, deoarece s-au format din resturile lui Jupiter, similar cu modul în care Pământul și alte planete s-au format din gazul și praful rămase de la formarea Soarelui nostru. Asemănările nu se termină aici. Fiecare planetă din sistemul solar interior este mai puțin densă decât vecina lor interioară – Marte este mai puțin densă decât Pământul, care este mai puțin densă decât Venus, care este mai puțin densă decât Mercur. Lunile galileene urmează același principiu, fiind mai puțin dense cu cât sunt mai departe de Jupiter. Densitatea redusă la distanțe mai mari se datorează probabil temperaturii: materialul mai dens, stâncos și metalic se condensează primul, în apropierea lui Jupiter sau a Soarelui, în timp ce materialul înghețat, mai ușor, se condensează doar la distanțe mai mari, unde este mai rece.
Distanța față de Jupiter determină, de asemenea, cât de multă încălzire prin maree experimentează sateliții galileeni – Io, cel mai apropiat de Jupiter, este încălzit atât de mult încât este cel mai activ corp vulcanic din sistemul solar și probabil că a alungat cu mult timp în urmă orice apă pe care o avea când s-a format. Europa are un strat de gheață și apă deasupra unui interior stâncos și metalic, în timp ce Ganymede și Callisto au, de fapt, proporții mai mari de gheață de apă și, prin urmare, densități mai mici.
Suprafață
Suprafață
Suprafața de apă și gheață a Europei este străbătută de fracturi lungi și liniare. Pe baza numărului mic de cratere observabile, suprafața acestei luni pare să nu aibă o vechime mai mare de 40-90 de milioane de ani, ceea ce reprezintă o vârstă tânără din punct de vedere geologic (suprafața lui Callisto, o altă lună a lui Jupiter, se estimează că are o vechime de câteva miliarde de ani). De-a lungul numeroaselor fracturi de pe Europa și în modele de pete pe suprafața sa, se află un material brun-roșiatic a cărui compoziție nu este cunoscută cu certitudine, dar care probabil conține săruri și compuși de sulf care au fost amestecate cu gheața de apă și modificate de radiații. Această compoziție a suprafeței poate deține indicii cu privire la potențialul lunii ca lume locuibilă.
Spațiu spațial Galileo al NASA a explorat sistemul Jupiter din 1995 până în 2003 și a efectuat numeroase survoluri ale Europei. Galileo a scos la iveală gropi și domuri ciudate care sugerează că stratul de gheață al Europei ar putea să se agite încet, sau să convecteze (gheața mai rece și mai densă se scufundă, în timp ce gheața mai caldă și mai puțin densă se ridică) din cauza căldurii de jos. Fracturile lungi și liniare au adesea o lățime de numai 1-2 kilometri, dar se pot întinde pe mii de kilometri pe suprafața Europei. Unele dintre aceste fracturi s-au constituit în creste înalte de sute de metri, în timp ce altele par să se fi desprins în benzi largi de fracturi paralele multiple. Galileo a găsit, de asemenea, regiuni numite „teren haotic”, unde peisajele sparte, în formă de blocuri, au fost acoperite de un misterios material roșiatic. În 2011, oamenii de știință care au studiat datele Galileo au propus că terenurile haotice ar putea fi locuri în care suprafața s-a prăbușit deasupra unor lacuri în formă de lentilă încorporate în gheață.
Atmosferă
Atmosferă
Europa are doar o atmosferă firavă de oxigen, dar în 2013, NASA a anunțat că cercetătorii care au folosit Telescopul Spațial Hubble au găsit dovezi că Europa ar putea evacua în mod activ apă în spațiu. Acest lucru ar însemna că luna este activă din punct de vedere geologic în prezent. Dacă acest lucru va fi confirmat de observații ulterioare, plumele de apă ar putea fi studiate de viitoarele nave spațiale, similar cu modul în care Cassini a eșantionat plumele de pe Enceladus, luna lui Saturn.
Magnetosfera
Magnetosfera
Una dintre cele mai importante măsurători efectuate de misiunea Galileo a arătat modul în care câmpul magnetic al lui Jupiter a fost perturbat în spațiul din jurul Europei. Măsurătorile au sugerat cu tărie că un tip special de câmp magnetic este creat (indus) în interiorul Europei de către un strat adânc al unui anumit fluid conducător de electricitate aflat sub suprafață. Bazându-se pe compoziția înghețată a Europei, oamenii de știință cred că materialul cel mai probabil pentru a crea această semnătură magnetică este un ocean global de apă sărată, iar acest rezultat al câmpului magnetic este încă cea mai bună dovadă pe care o avem pentru existența unui ocean pe Europa.
.