ماه (moon)

اروپا ( ) نشان دهنده کوچکترین و کم جرم ترین قمر در میان چهار قمر گالیله ای مشتری است. این قمر با جرم سیاره‌ای که اندکی کوچک‌تر و جرم‌تر از ماه زمین است، با دوربین‌های دوچشمی استاندارد از زمین قابل تشخیص است. اروپا به عنوان یک قمر یخی، نزدیکترین مدار به مشتری را در میان سه ماهواره یخی گالیله حفظ می کند. در نتیجه، سطح آن نسبتاً جوان به نظر می رسد، این ویژگی به گرمایش جزر و مد نسبت داده می شود.

اروپا ( ) کوچکترین و کم جرم ترین قمر از چهار قمر گالیله ای مشتری است. این قمر از زمین با دوربین دوچشمی معمولی قابل مشاهده است و قمری با جرم سیاره ای است، کمی کوچکتر و جرم کمتری از ماه زمین دارد. اروپا قمر یخی است و از میان سه قمر یخی گالیله، نزدیکترین قمر در حال گردش به دور مشتری است. در نتیجه، سطح نسبتاً جوانی را نشان می‌دهد که با گرمایش جزر و مدی شکل گرفته است.

ترکیب اروپا عمدتاً سنگ سیلیکات است، با حضور بالقوه یک هسته آهن-نیکل. جو آن به طور استثنایی ضعیف است و عمدتاً از اکسیژن تشکیل شده است. سطح کم رنگ و جوان ماه از نظر زمین شناسی با خطوط قهوه ای روشن از جمله شکاف ها و رگه ها مشخص می شود. به طور قابل‌توجهی، سطح فاقد ویژگی‌های برجسته در مقیاس بزرگ مانند کوه‌ها یا دهانه‌ها است که اروپا را به صاف‌ترین جرم آسمانی جامد شناخته شده در منظومه شمسی تبدیل می‌کند. این جوانی و نرمی مشاهده شده به یک اقیانوس آب زیرسطحی نسبت داده می شود که به طور فرضی می تواند حیات فرازمینی را حفظ کند. مدل علمی رایج بیان می‌کند که خمش جزر و مدی گرما ایجاد می‌کند، حالت مایع اقیانوس را حفظ می‌کند و حرکت یخ را مشابه با تکتونیک صفحه تسهیل می‌کند، در نتیجه مواد شیمیایی سطحی را در اقیانوس زیرین ترکیب می‌کند.

وجود نمک دریا پوشش‌دهنده سازنده‌های زمین‌شناسی خاص در اروپا نشان‌دهنده برهم‌کنشی بین سطح دریا و فلوهای فرعی آن است. این تعامل پیامدهای مهمی برای ارزیابی قابلیت سکونت بالقوه اروپا دارد. علاوه بر این، تلسکوپ فضایی هابل، توده‌های بخار آب را شناسایی کرده است، مشابه آنچه در قمر زحل، انسلادوس مشاهده شده است، که فرض بر این است که منشأ آن‌ها از انجمادهای در حال فوران هستند. در ماه مه 2018، ستاره شناسان شواهدی را از فعالیت ستون آب اروپا ارائه کردند که از تجزیه و تحلیل مجدد داده های به دست آمده توسط کاوشگر فضایی گالیله که بین سال های 1995 تا 2003 به دور مشتری می چرخید، به دست آمده بود. فرود آمدن در مارس 2024، ستاره شناسان نشان دادند که سطح اروپا ممکن است حاوی اکسیژن بسیار کمتری نسبت به تخمین های قبلی باشد.

کشف اروپا به طور مستقل به سیمون ماریوس و گالیله گالیله نسبت داده می شود. ماریوس متعاقباً ماه را به نام اروپا، مادر فنیقی پادشاه مینوس کرت و همسر زئوس، همتای یونانی مشتری رومی، نامگذاری کرد. فراتر از مشاهدات تلسکوپ‌های زمینی، اروپا از طریق یک سری از کاوشگرهای فضایی که از اوایل دهه 1970 آغاز شده است، مورد بررسی قرار گرفته است. مأموریت گالیله، که در سال 1989 آغاز شد، اکثریت داده های معاصر را در مورد اروپا ارائه کرده است. در حالی که هنوز هیچ فضاپیمایی نتوانسته در اروپا فرود بیاید، ماموریت های اکتشافی متعددی پیشنهاد شده است. در سپتامبر 2022، فضاپیمای Juno یک پرواز نزدیک را انجام داد و در فاصله تقریباً 320 کیلومتری (200 مایلی) اروپا نزدیک شد و تصاویری به روز ارائه کرد. کاوشگر قمرهای یخی مشتری (Juice) آژانس فضایی اروپا که در 14 آوریل 2023 به فضا پرتاب شد، مأموریتی است که عمدتاً گانیمد را هدف قرار می دهد، اما دو پرنده از اروپا را در بر خواهد گرفت. ماموریت اروپا کلیپر ناسا در 14 اکتبر 2024 آغاز شد.

کشف و نامگذاری

اروپا، در کنار سه قمر مهم دیگر مشتری - آیو، گانیمد، و کالیستو - توسط گالیله گالیله در 8 ژانویه 1610 با یک کشف مستقل بالقوه توسط سیمون ماریوس شناسایی شد. در 7 ژانویه، گالیله Io و Europa را به طور همزمان از طریق تلسکوپ شکستی با بزرگنمایی 20× در دانشگاه پادوآ مشاهده کرد. با این حال، قطعنامه محدود مانع از تمایز آنها به عنوان نهادهای جداگانه شد. عصر بعدی مشاهده اولیه او از آیو و اروپا به عنوان اجرام آسمانی متمایز بود.

نام ماه از اروپا گرفته شده است، شخصیتی در اساطیر یونان که به عنوان دختر پادشاه فنیقی صور شناخته می شود. مطابق با تمام ماهواره های گالیله، اروپا از نام یکی از زئوس، معادل یونانی مشتری، نامگذاری شده است. اروپا مورد علاقه زئوس قرار گرفت و متعاقباً به ملکه کرت صعود کرد. این سیستم نامگذاری توسط سایمون ماریوس پیشنهاد شد، که پیشنهاد اصلی را به یوهانس کپلر نسبت داد:

مشتری اغلب توسط شاعران به دلیل روابط غیرقانونی عاشقانه اش مورد انتقاد قرار می گیرد. سه دوشیزه به طور خاص ذکر شده است که به طور موفقیت آمیزی توسط مشتری در مخفیانه خواستگاری شده اند: آیو، دختر رودخانه Inachus. کالیستو، دختر لیکائون؛ و اروپا، دختر آگنور. بعلاوه، گانیمد، پسر زیباروی شاه تروس بود، که مشتری، او را در کسوت عقاب، بر پشتش به آسمان رساند، همانطور که در افسانه های شاعرانه نقل شده است... در نتیجه، من معتقدم اگر اولی را به عنوان آیو، دومی را به عنوان اروپای بزرگ، و سومی را به عنوان اروپای بزرگ و درخشان، و سومی را به عنوان اروپای بزرگ و درخشنده و درخشنده اش معرفی کنم، گانیمد بود. به عنوان Callisto...

این نام‌ها متعاقباً برای مدت قابل توجهی مورد توجه قرار نگرفتند، و تنها در اواسط قرن بیستم مجدداً مورد استفاده قرار گرفتند. از لحاظ تاریخی، بسیاری از ادبیات نجومی به اروپا با نام اعداد رومی آن، مشتری II - سیستمی که توسط گالیله نیز تأسیس شد - یا صرفاً به عنوان دومین قمر مشتری اشاره می‌شود. کشف آمالتیا در سال 1892، که نزدیکتر از قمرهای گالیله به مشتری می چرخد، اروپا را به عنوان سومین قمر طبقه بندی کرد. اکتشافات بیشتر توسط کاوشگر ویجر در سال 1979 سه ماهواره داخلی اضافی را نشان داد که اروپا را به عنوان ششمین ماهواره مشتری قرار می دهد، اگرچه نام مشتری II همچنان ادامه دارد. شکل صفت تثبیت شده برای اروپا Europan است.

از لحاظ تاریخی، ادبیات نجومی برای قمرهای سیاره‌ای به غیر از زمین، نمادهایی قائل نشده است. دنیس موسکوویتز، مهندس نرم افزاری که در طراحی بیشتر نمادهای سیارات کوتوله اعتبار دارد، نمادی را برای اروپا پیشنهاد کرد: اپسیلون یونانی (نماینده اولیه اروپا) که با نوار متقاطع نماد مشتری () ادغام شده است. با این حال، این نماد پیشنهادی مورد استقبال گسترده قرار نگرفته است.

مدار و چرخش

اروپا در عرض 3.55 روز به دور مشتری می‌چرخد و شعاع مداری خود را در حدود 670900 کیلومتر حفظ می‌کند. مدار آن تقریبا دایره ای است، با گریز از مرکز کم 0.009، و شیب جزئی 0.470 درجه نسبت به صفحه استوایی مشتری نشان می دهد. مطابق با دیگر ماهواره های گالیله، اروپا به طور جزر و مدی با مشتری قفل شده است و اطمینان می دهد که یک نیمکره همیشه رو به سیاره غول پیکر است. در نتیجه، یک نقطه زیر جووینی در سطح اروپا وجود دارد، جایی که مشتری مستقیماً بالای سر آن مشاهده می شود. نصف النهار اول اروپا با خطی که از این نقطه خاص عبور می کند، تعریف می شود. با این حال، تحقیقات اخیر نشان می‌دهد که این قفل جزر و مدی ممکن است کامل نباشد، و یک چرخش غیرهمزمان را پیشنهاد می‌کند که در آن اروپا سریع‌تر از دوره مداری خود می‌چرخد، یا حداقل از نظر تاریخی این کار را انجام داده است. این فرضیه حاکی از عدم تقارن در توزیع جرم داخلی اروپا و وجود یک لایه مایع زیرسطحی است که پوسته یخی آن را از داخل سنگی جدا می‌کند.

گریز از مرکز مدار اروپا، که توسط اغتشاشات گرانشی از سایر قمرهای گالیله حفظ می‌شود، باعث ایجاد نوسان متوسط ​​آن در اطراف نقطه-JEuropa می‌شود. هنگامی که اروپا به مشتری نزدیک می شود، کشش گرانشی افزایش یافته باعث می شود که ماه در امتداد محور مشتری-اروپا کشیده شود. برعکس، با فاصله گرفتن اروپا از مشتری، کاهش نیروی گرانشی به ماه اجازه می‌دهد تا به شکل کروی‌تری برگردد و جزر و مد قابل توجهی در اقیانوس خود ایجاد کند. گریز از مرکز مداری اروپا با رزونانس حرکت متوسط ​​آن با Io دائماً افزایش می یابد. این خمش جزر و مدی در نتیجه فضای داخلی اروپا را "خمیر" می کند و منبع گرمای داخلی را فراهم می کند که به طور بالقوه اقیانوس مایع آن را حفظ می کند و فعالیت های زمین شناسی زیرسطحی را هدایت می کند. منشا نهایی این انرژی انرژی چرخشی مشتری است که Io آن را از طریق جزر و مدی که در مشتری ایجاد می کند استخراج می کند و متعاقباً آن را از طریق تشدید مداری به اروپا و گانیمد منتقل می کند.

بررسی الگوهای ترک متمایز اروپا نشان می دهد که ماه ممکن است در مقطعی از تاریخ خود حول محوری کج شده چرخیده باشد. در صورت تایید، این فرضیه می تواند ویژگی های متعدد مشاهده شده در اروپا را روشن کند. شبکه گسترده ترک‌های متقاطع اروپا، تنش‌های ناشی از جزر و مدهای عظیم را در اقیانوس جهانی ثبت می‌کند. یک شیب محوری بالقوه در اروپا می تواند محاسبات مربوط به سابقه تاریخی حفظ شده در پوسته یخ زده، میزان گرمای تولید شده توسط جزر و مد اقیانوسی و مدت زمان حالت مایع اقیانوس را به طور قابل توجهی تحت تاثیر قرار دهد. لایه یخ باید برای سازگاری با این تغییرات تغییر شکل دهد و زمانی که تنش از حد تحمل آن فراتر رود، شکسته می شود. یک شیب محوری ممکن است نشان دهد که ترک‌های اروپا به‌طور قابل‌توجهی جدیدتر از تخمین‌های قبلی هستند. این به این دلیل است که جهت قطب اسپین می‌تواند روزانه چندین درجه تغییر کند و یک دوره تقوایی را طی چند ماه کامل کند. علاوه بر این، یک شیب محوری می تواند بر تخمین سن اقیانوسی اروپا تأثیر بگذارد. اعتقاد بر این است که نیروهای جزر و مدی گرمای لازم برای حفظ اقیانوس اروپا را در حالت مایع تولید می کنند و یک شیب محوری این گرمایش جزر و مدی را تشدید می کند. این افزایش تولید گرما باعث می‌شود اقیانوس برای مدت طولانی به شکل مایع باقی بماند. با این وجود، زمان این تغییر فرضی در محور اسپین هنوز مشخص نیست.

خواص انبوه

قطر اروپا کمی کمتر از قمر زمین است. با قطر بیش از 3100 کیلومتر (1900 مایل)، ششمین قمر بزرگ و پانزدهمین جرم آسمانی بزرگ منظومه شمسی است. در میان ماهواره های گالیله، کمترین جرم را دارد. چگالی ظاهری مشاهده شده آن نشان دهنده شباهت ترکیبی به سیارات زمینی است که عمدتاً شامل سنگ سیلیکات است.

ساختار داخلی

تئوری شده است که اروپا دارای یک لایه آبی بیرونی به ضخامت تقریباً 100 کیلومتر (62 مایل) است که تا حدی به عنوان پوسته آن جامد شده و تا حدی به عنوان یک اقیانوس مایع زیرزمینی وجود دارد. تجزیه و تحلیل داده های میدان مغناطیسی اخیر به دست آمده توسط مدارگرد گالیله یک میدان مغناطیسی القایی در اروپا را نشان داد که ناشی از تعامل آن با میدان مغناطیسی مشتری است. این پدیده به شدت دلالت بر وجود یک لایه رسانای زیرسطحی دارد. این لایه رسانا به عنوان یک اقیانوس مایع-آب شور است. علاوه بر این، تخمین زده می‌شود که نواحی پوسته‌ای خاص چرخش‌هایی نزدیک به ۸۰ درجه داشته باشند که نشان‌دهنده یک وارونگی نزدیک است (پدیده‌ای که با سرگردانی قطبی واقعی سازگار است). اگر یخ به طور سفت و سخت با گوشته زیرین جفت شود، چنین چرخش گسترده ای غیرمحتمل خواهد بود. همچنین این احتمال وجود دارد که اروپا دارای یک هسته آهنی فلزی باشد.

اقیانوس زیرسطحی

یک اجماع علمی رایج وجود یک لایه آب مایع در زیر سطح اروپا را مطرح می‌کند که در حالت سیال خود توسط انرژی حرارتی حاصل از خمش جزر و مدی حفظ می‌شود. دمای سطح در اروپا به طور متوسط ​​تقریباً 110 کلوین (-160 درجه سانتیگراد؛ 260- درجه فارنهایت) در استوا و فقط 50 کلوین (220- درجه سانتیگراد؛ 370- درجه فارنهایت) در قطب ها است که باعث می شود پوسته یخی آن مانند گرانیت سفت باشد. نشانه‌های اولیه یک اقیانوس زیرسطحی از تحلیل‌های نظری گرمایش جزر و مدی پدیدار شد، پدیده‌ای که ناشی از مدار کمی غیرعادی اروپا و رزونانس مداری آن با دیگر ماهواره‌های گالیله است. محققان مرتبط با تیم تصویربرداری Galileo از حضور اقیانوس زیرسطحی حمایت می کنند و استدلال های خود را بر اساس بررسی تصاویر از هر دو ماموریت Voyager و Galileo استوار می کنند. یک مثال برجسته از این فرضیه «زمین آشوب» است، یک ویژگی سطحی رایج در اروپا که برخی از دانشمندان آن را به عنوان مناطقی که اقیانوس زیرسطحی از پوسته یخی پوشانده شده تعبیر می کنند. با این حال، این تفسیر همچنان موضوع بحث است. اکثر زمین شناسان متخصص در مطالعات اروپا، مدل "یخ ضخیم" را تایید می کنند، که معتقد است اقیانوس به ندرت، یا هرگز، مستقیماً با سطح فعلی ارتباط داشته است. شواهد قانع‌کننده‌ای که مدل یخ ضخیم را پشتیبانی می‌کند، از تحقیقات دهانه‌های وسیع اروپا ناشی می‌شود. این ساختارهای ضربه ای قابل توجه با حلقه های متحدالمرکز مشخص می شوند و به نظر می رسد با یخ نسبتاً مسطح و بکر پر شده اند. بر اساس این مشاهدات و محاسبات گرمای تولید شده توسط جزر و مد اروپا، پوسته یخی جامد بیرونی تقریباً 10 تا 30 کیلومتر (6 تا 20 مایل) ضخامت دارد و یک لایه انعطاف پذیر "یخ گرم" را در بر می گیرد. این نشان می دهد که اقیانوس مایع زیرین می تواند تا عمق حدود 100 کیلومتری (60 مایلی) گسترش یابد. در نتیجه، حجم تخمینی اقیانوس‌های اروپا 3×10¹⁸ m§89§ است که دو تا سه برابر حجم کل اقیانوس‌های زمین است.

برعکس، مدل یخی نازک پیشنهاد می‌کند که پوسته یخی اروپا ممکن است فقط چند کیلومتر ضخامت داشته باشد. با این وجود، اکثر دانشمندان سیاره‌شناسی معتقدند که این مدل در درجه اول بالاترین لایه‌های پوسته اروپا را به حساب می‌آورد که تحت تأثیر نیروهای جزر و مدی مشتری رفتار ارتجاعی از خود نشان می‌دهند. یک مثال گویا آنالیز خمشی است که در آن پوسته اروپا به عنوان یک صفحه یا کره در معرض وزن و خمش توسط یک بار قابل توجه تصور می شود. چنین مدل هایی نشان می دهد که جزء الاستیک بیرونی پوسته یخی می تواند تا 200 متر (660 فوت) ضعیف شود. اگر پوسته یخی اروپا واقعاً فقط چند کیلومتر ضخامت داشته باشد، این مدل «یخ نازک» نشان می‌دهد که فضای داخلی مایع می‌تواند به طور منظم از طریق برآمدگی‌های باز با سطح تعامل داشته باشد و در نتیجه پیدایش زمین‌های پر هرج و مرج را تسهیل کند. علاوه بر این، تأثیرات قابل توجهی که به کل پوسته یخی نفوذ می کند می تواند به عنوان مکانیزمی برای افشای اقیانوس زیر سطحی عمل کند. با این حال، مطالعات منتشر شده در سال 2026 نشان می دهد که بستر دریای اروپا در حال حاضر ممکن است سکون زمین شناسی را نشان دهد. مدل‌سازی داخل سیلیکات ماه نشان می‌دهد که پوسته صخره‌ای دارای استحکام کافی برای مقاومت در برابر شکستگی توسط نیروهای جزر و مدی معاصر است که به طور بالقوه انرژی شیمیایی قابل دسترس برای حیات در بستر دریا را محدود می‌کند. در نتیجه، طبق این مدل، هر فرآیندی که بتواند شرایط قابل سکونت را در بستر دریای اروپا در حال حاضر حفظ کند، باید مستقل از فعالیت های زمین ساختی مداوم عمل کند.

ترکیب

مدارگرد گالیله یک گشتاور مغناطیسی ضعیف را در اروپا شناسایی کرد که توسط مولفه نوسان میدان مغناطیسی مشتری القا می شود. شدت میدان مغناطیسی در استوا، تقریباً 120 nT، که در این لحظه ایجاد می‌شود، تقریباً یک ششم میدان گانیمد و شش برابر میدان کالیستو است. وجود این گشتاور مغناطیسی القایی، نیاز به یک لایه بسیار رسانای الکتریکی در داخل اروپا دارد. یک اقیانوس زیرسطحی قابل توجه از آب شور مایع محتمل ترین توضیح برای این پدیده در نظر گرفته می شود.

از زمان پرواز فضاپیمای Voyager در اروپا در سال 1979، محققان تلاش کردند تا ترکیب مواد قهوه‌ای مایل به قرمز پوشاننده شکستگی‌ها و سایر ویژگی‌های سطحی را مشخص کنند. تجزیه و تحلیل طیف‌شناسی نشان می‌دهد که رگه‌ها و شکل‌های تیره‌تر و مایل به قرمز روی سطح اروپا ممکن است حاوی غلظت‌های بالایی از نمک‌ها مانند سولفات منیزیم باشند که توسط آب تبخیر شده از داخل آن رسوب می‌کنند. هیدرات اسید سولفوریک یک توضیح جایگزین برای آلاینده مشاهده شده با طیف سنجی ارائه می دهد. با این وجود، از آنجایی که این مواد در حالت خالص خود بی رنگ یا سفید هستند، یک جزء اضافی باید در رنگ مایل به قرمز نقش داشته باشد و ترکیبات گوگردی مشکوک اصلی است.

یک فرضیه جایگزین پیشنهاد می‌کند که مناطق رنگی از ترکیبات آلی غیرزیست تشکیل شده‌اند که در مجموع تولین نامیده می‌شوند. مورفولوژی دهانه‌ها و برآمدگی‌های برخوردی اروپا نشان‌دهنده بالا آمدن مواد سیال از شکستگی‌هایی است که در آن تجزیه در اثر حرارت و رادیولیز رخ می‌دهد. تشکیل تولین‌های رنگی در اروپا به منبعی از مواد تشکیل دهنده (کربن، نیتروژن و آب) و یک منبع انرژی برای هدایت واکنش‌ها نیاز دارد. ناخالصی‌های درون پوسته یخی آب اروپا فرض بر این است که از داخل از طریق رخدادهای برودتی انباشته شده و به عنوان غبار بین سیاره‌ای از فضا جمع می‌شوند. تولین ها دارای پیامدهای اختربیولوژیکی قابل توجهی هستند که به طور بالقوه به شیمی پری بیوتیک و زیست زایی کمک می کنند.

وجود کلرید سدیم در اقیانوس داخلی اروپا از ویژگی جذب 450 نانومتری، مشخصه کریستال های NaCl تابیده شده استنباط می شود. این ویژگی در مشاهدات تلسکوپ فضایی هابل (HST) از مناطق هرج و مرج شناسایی شده است، که گمان می رود مکان هایی هستند که اخیراً بالا آمدن زیرسطحی هستند. اقیانوس زیرزمینی اروپا همچنین حاوی کربن است که با غلظت دی اکسید کربن مشاهده شده بر روی یخ های سطحی در تارا ریجیو، منطقه ای که اخیراً از نظر زمین شناسی دوباره ظاهر شده است، مشهود است. مشاهدات تلسکوپ فضایی جیمز وب (JWST) ابزار NIRSpec نشان می‌دهد که نیمکره شمالی یخ آب کریستالی را در زیر سطح به نمایش می‌گذارد و یخ آمورف در سطح آن غالب است. برعکس، در مناطق تارا و پاویس نیمکره جنوبی، یخ آب کریستالی هم در سطح و هم در لایه های عمیق تر وجود دارد. این دو ناحیه احتمالاً تحت تبلور مجدد حرارتی مداوم قرار می‌گیرند، با توجه به اینکه تابش مشتری باعث ایجاد آمورفیزاسیون ذرات در بالاترین اندازه 10 میکرون در مدت زمان کوتاه‌تر از 15 روز می‌شود.

تحلیل مجدد طیف‌های مادون قرمز گالیله تاریخی اروپا، نوار جذب ضعیفی را کشف کرد که باند جذبی ضعیفی از میکرومتر 2 میلی‌متر در یک موج موج است. موقعیت خاص این نوار نشان می دهد که آمونیاک یا به صورت هیدرات آمونیاک یا کلرید آمونیوم وجود دارد. شدت این باند با ویژگی‌های سطحی خطی یا نواری مرتبط است، که نشان می‌دهد که آمونیاک اخیراً از طریق کریوولکانیسم افوزیو یا فرآیندهای مشابه از زیر سطح بالا رفته است. گنجاندن آمونیاک در آب اقیانوس می تواند دمای ذوب یخ را به طور قابل توجهی کاهش دهد و به طور بالقوه منجر به ضخیم تر شدن و کاهش شیمیایی اقیانوس شود.

Plumes

در سال 2012، تلسکوپ فضایی هابل تصویری از اروپا گرفت که به عنوان ستونی از بخار آب که از مجاورت قطب جنوب آن فوران می‌کند، تفسیر شد. این تصویر نشان می دهد که ستون می تواند به ارتفاع 200 کیلومتری (120 مایل) برسد که بیش از 20 برابر ارتفاع کوه اورست است. با این حال، مشاهدات بعدی و مدل‌سازی پیشنهاد می‌کنند که ستون‌های معمولی اروپا ممکن است به طور قابل‌توجهی کوچک‌تر باشند. این فرضیه وجود دارد که اگر توده‌ها وجود داشته باشند، اپیزودیک هستند و تمایل دارند زمانی که اروپا در مرکز خود نسبت به مشتری قرار دارد، ظاهر شوند، مطابق با پیش‌بینی‌های مدل‌سازی نیروی جزر و مدی. شواهد تصویربرداری بیشتر از تلسکوپ فضایی هابل در سپتامبر 2016 فاش شد.

در ماه مه 2018، اخترشناسان شواهدی از فعالیت ستون آب در اروپا ارائه کردند. این شواهد از تجزیه و تحلیل انتقادی تجدید نظر شده داده‌های به‌دست‌آمده توسط کاوشگر فضایی گالیله که از سال 1995 تا 2003 به دور مشتری می‌چرخید، سرچشمه می‌گیرد. در طول پرواز خود در سال 1997، گالیله از فاصله 206 کیلومتری (128 مایلی) از سطح اروپا عبور کرد و محققان را به سمت سطح زمین هدایت کرد. وجود چنین فعالیت توده ای می تواند به طور قابل توجهی به تحقیقات در مورد حیات بالقوه در اقیانوس زیرسطحی اروپا کمک کند، و ضرورت فرود روی ماه را دور می زند.

اروپا نیروهای جزر و مدی را تقریباً 1000 برابر نیرومندتر از نیروهایی است که ماه زمین اعمال می کند. انسلادوس تنها قمر دیگری در منظومه شمسی است که ستون های بخار آب را نشان می دهد. نرخ فوران تخمینی اروپا تقریباً 7000 کیلوگرم بر ثانیه است که به طور قابل ملاحظه ای بیشتر از ستون های انسلادوس است که حدود 200 کیلوگرم بر ثانیه تخمین زده می شود. اگر این ستون‌ها تأیید شوند، فرصتی را برای یک فضاپیما فراهم می‌کنند تا با جمع‌آوری نمونه‌هایی برای تجزیه و تحلیل درجا، یک پرواز را انجام دهد. این رویکرد نیاز به کاوشگر را برای سوراخ کردن کیلومترها یخ از بین می برد.

یک مطالعه که در نوامبر ۲۰۲۰ در مجله علمی معتبر Geophysical Research Letters منتشر شد، بیان کرد که ستون های اروپا ممکن است از آب موجود در پوسته آن سرچشمه بگیرند نه از اقیانوس زیرسطحی. با استفاده از تصاویر کاوشگر فضایی گالیله، مدل این مطالعه نشان داد که هم‌افزایی انجماد و فشار می‌تواند حداقل بخشی از فعالیت‌های کریوولکانیک مشاهده‌شده را تشکیل دهد. این فرضیه که کریوولکانیسم در اروپا می‌تواند با انجماد و تحت فشار قرار دادن حفره‌های مایع در پوسته یخی آغاز شود، در ابتدا توسط سارا فاجنتز از دانشگاه هاوایی در مانوآ مطرح شد، که در سال 2003، پیشگام مدل‌سازی و انتشار تحقیقات در مورد این مکانیسم بود. یک بیانیه مطبوعاتی از آزمایشگاه پیشرانه جت ناسا، با اشاره به مطالعه نوامبر 2020، نشان داد که توده های حاصل از پاکت های مایع در حال مهاجرت ممکن است محیط کمتر مساعدی برای زندگی ارائه دهند. این کاهش قابلیت سکونت به ناکافی بودن منابع انرژی قابل توجه برای موجودات نسبت داده می شود، در تضاد با دریچه های هیدروترمال پیشنهادی در کف اقیانوس زیرسطحی.

منابع انرژی حرارتی

انرژی حرارتی اروپا عمدتاً از گرمایش جزر و مدی ناشی می‌شود، پدیده‌ای که ناشی از فرآیندهای اصطکاک جزر و مدی و خمش جزر و مدی ناشی از شتاب جزر و مد است. این مکانیسم شامل اتلاف انرژی مداری و چرخشی به عنوان گرما در هسته ماه، اقیانوس داخلی و پوسته یخی آن است.

اصطکاک جزر و مد

در اقیانوس‌های اروپا، نیروهای جزر و مدی از طریق تلفات اصطکاکی به گرما تبدیل می‌شوند که از برهم‌کنش بین آب، بستر جامد دریا و پوسته یخی پوشانده شده است. در اواخر سال 2008، فرضیه‌ای مطرح شد که نشان می‌دهد مشتری ممکن است گرمای اقیانوس‌های اروپا را با القای امواج جزر و مدی سیاره‌ای قابل توجه، به دلیل انحراف جزئی، اما غیرصفر اروپا، حفظ کند. این فرآیند امواج راسبی را تولید می کند که با سرعت نسبتاً آهسته منتشر می شوند - فقط چند کیلومتر در روز - اما می توانند انرژی جنبشی قابل توجهی را جمع کنند. بر اساس تخمین شیب محوری فعلی 0.1 درجه، رزونانس امواج راسبی 7.3×10¹⁸ ژول انرژی جنبشی پیش بینی می شود که قدری دو هزار برابر بیشتر از انرژی خروجی ناشی از جریان جریان است. اتلاف این انرژی به عنوان یک منبع گرمای اولیه بالقوه برای اقیانوس اروپا در نظر گرفته شده است.

خم شدن جزر و مد

فرآیند خمش جزر و مدی، فضای داخلی و پوسته یخی اروپا را تغییر شکل می دهد و در نتیجه گرما ایجاد می کند. مقدار این تولید گرما به درجه شیب محوری بستگی دارد. گرمای تولید شده توسط جریان اقیانوس می‌تواند از حرارت تولید شده توسط خم شدن هسته سنگی اروپا - پاسخی به تأثیر گرانشی مشتری و سایر قمرهای آن - توسط عواملی از 100 تا چندین هزار فراتر رود. این خمش مداوم همچنین می‌تواند بستر دریای اروپا را گرم کند و به طور بالقوه باعث تحریک فعالیت‌های گرمابی مشابه آتشفشان‌های زیردریایی مشاهده‌شده در اقیانوس‌های زمین شود.

تحقیق منتشر شده در سال ۲۰۱۶، که هم داده‌های تجربی و هم مدل‌سازی یخ را در بر می‌گیرد، نشان می‌دهد که خمش جزر و مدی تخمین زده شده است که تخمین‌های تخمین زده شده توسط خمش جزر و مدی در اروپا می‌تواند بیشتر از magnipatu گرما تولید کند. دانشمندان این یافته ها نشان می دهد که بیشتر گرمای تولید شده در داخل یخ از تغییر شکل ساختار کریستالی آن (شبکه)، به جای نیروهای اصطکاک بین دانه های یخ منشا می گیرد. در نتیجه، افزایش تغییر شکل ورقه یخ به طور مستقیم با تولید بیشتر گرما ارتباط دارد.

واپاشی رادیواکتیو

فرای گرمایش جزر و مدی، فضای داخلی اروپا نیز از گرمایش رادیوژنیک گرما دریافت می‌کند که ناشی از فروپاشی ایزوتوپ‌های رادیواکتیو در گوشته سنگی آن است. با این حال، مدل‌ها و داده‌های مشاهده‌شده نشان می‌دهند که شار گرمایی تقریباً صد برابر بیشتر از آن‌هایی است که صرفاً به گرمایش رادیوژنیک نسبت داده می‌شود، که قویاً نشان می‌دهد که گرمایش جزر و مدی مکانیسم حرارتی غالب در اروپا است.

محیط سطح

ویژگی های کرایوسفر و سطح

اروپا به‌عنوان صاف‌ترین جرم آسمانی شناسایی‌شده در منظومه شمسی شناخته می‌شود که با عدم وجود ویژگی‌های توپوگرافی مهم مانند کوه‌ها و دهانه‌های برخوردی بزرگ مشخص می‌شود. نشانه‌های متمایز که از سطح اروپا عبور می‌کنند، در درجه اول تغییرات albedo هستند که تغییرات توپوگرافی ظریف را برجسته می‌کنند. کمبود دهانه های برخوردی در اروپا به فعالیت تکتونیکی بالای آن نسبت داده می شود که منجر به ایجاد یک سطح زمین شناسی جوان می شود. تجزیه و تحلیل این دهانه‌ها وجود نمک‌های هیدراته را نشان می‌دهد که احتمالاً از سطح زیرزمینی حفاری شده‌اند، با حداقل اسید سولفوریک، که نشان‌دهنده شکل‌گیری آن‌ها توسط تأثیرات نسبتاً اخیر است. پوسته یخی ماه دارای آلبیدو (بازتاب نور) 0.64 است که در میان بالاترین قمرهای مشاهده شده در منظومه شمسی است. این بازتاب بالا، همراه با تخمین‌های فراوانی بمباران دنباله‌دار، سطحی از نظر زمین‌شناسی جوان و فعال را نشان می‌دهد که سن تخمینی آن بین 20 تا 180 میلیون سال است.

فرضیه‌ها نشان می‌دهند که نواحی استوایی اروپا ممکن است دارای سنبله‌های یخی، معروف به penitentes، بالقوه تا ارتفاع 15 متری باشند. این سازندها ناشی از تابش مستقیم خورشیدی بالای سر در نزدیکی استوا هستند که باعث تصعید یخ و متعاقب آن ایجاد شکاف های عمودی می شود. در حالی که تصاویر موجود از مدارگرد گالیله فاقد وضوح لازم برای تایید قطعی است، داده‌های رادار و حرارتی با این فرضیه هماهنگ هستند.

Lineae

از برجسته‌ترین ویژگی‌های سطح اروپا، رگه‌های خطی تیره است که خط خطی نامیده می‌شوند (به انگلیسی: خطوط)، که کل سطح جهانی را طی می‌کنند. تجزیه و تحلیل دقیق نشان دهنده جابجایی نسبی لبه های پوسته در طرف مقابل این شکاف ها است. پهنای نوارهای گسترده تر می تواند از 20 کیلومتر (12 مایل) فراتر رود که اغلب مناطق محیطی تیره و پراکنده، خطوط ثابت و یک ناحیه مرکزی متشکل از مواد سبکتر را نشان می دهند.

فرضیه غالب بیان می‌کند که خطوط اروپا از توالی فوران‌های یخی گرم سرچشمه می‌گیرند که با جدا شدن تدریجی پوسته ماه رخ می‌دهند و لایه‌های زیرسطحی گرم‌تری را در معرض دید قرار می‌دهند. این فرآیند مشابه گسترش بستر دریا است که در پشته‌های اقیانوسی میانی زمین مشاهده می‌شود. این شکستگی های متعدد عمدتاً به خمش جزر و مدی ناشی از تأثیر گرانشی مشتری نسبت داده می شود. با توجه به قفل شدن جزر و مدی اروپا با مشتری، که جهت گیری ثابت نسبت به غول گازی را تضمین می کند، انتظار می رود الگوهای تنش حاصل پیکربندی متمایز و قابل پیش بینی را نشان دهند. با این وجود، تنها شکستگی های اخیر در اروپا با این الگوی پیش بینی شده مطابقت دارند. شکستگی‌های قدیمی‌تر جهت‌گیری‌های تدریجی متفاوتی را نشان می‌دهند. این اختلاف را می‌توان با سناریویی توضیح داد که در آن سطح اروپا سریع‌تر از داخل آن می‌چرخد، پدیده‌ای که به طور بالقوه توسط یک اقیانوس زیرسطحی تسهیل می‌شود که به طور مکانیکی پوسته یخی را از گوشته سنگی جدا می‌کند، همراه با کشش گرانشی مشتری بر روی پوسته یخی بیرونی. تجزیه و تحلیل مقایسه ای تصاویر از فضاپیمای ویجر و گالیله یک حد بالایی برای این لغزش پوسته فرضی ایجاد کرده است. تخمین زده می شود که چرخش کامل پوسته سفت و سخت بیرونی نسبت به فضای داخلی اروپا حداقل به 12000 سال نیاز دارد. بررسی تصاویر Voyager و Galileo همچنین نشانه هایی از فرورانش در سطح اروپا را نشان داده است، که نشان می دهد، مشابه مشابه بین شکاف ها و پشته های اقیانوسی، صفحات پوسته یخی - مشابه صفحات تکتونیکی زمین - در داخل ماه بازیافت می شوند. این شواهد دوگانه از گسترش پوسته در نوارهای خاص و همگرایی در مکان‌های دیگر، پتانسیل تکتونیک صفحه‌ای فعال را در اروپا نشان می‌دهد که شباهت‌هایی به فرآیندهای زمین دارد. با این وجود، مکانیسم‌های فیزیکی زیربنایی حاکم بر این تکتونیک صفحه‌ای اروپا بعید است که دقیقاً منعکس‌کننده تکتونیک‌های صفحه زمینی باشد، زیرا نیروهای مقاومتی در برابر حرکات صفحه‌مانند بالقوه در پوسته اروپا به طور قابل‌توجهی از نیروهای محرک بالقوه فراتر می‌رود.

آشوب و لنتیکول

ویژگی‌های اضافی مشاهده‌شده در اروپا عبارتند از دایره‌ای و بیضی شکل lenticulae (لاتین برای "کک‌ مک"). اینها به اشکال مختلف از جمله گنبد، گودال و لکه های صاف و تیره ظاهر می شوند. برخی از آنها بافتی آشفته یا ناهموار را نشان می دهند. قله‌های این گنبدها اغلب شبیه قطعاتی از دشت‌های قدیمی‌تر اطراف هستند که نشان‌دهنده شکل‌گیری آن‌ها از طریق بالا آمدن از زیر سطح است.

یک فرضیه رایج نشان می‌دهد که این عدسی‌ها توسط دیاپیرهای یخ گرم تشکیل شده‌اند که از میان یخ سردتر پوسته بیرونی بالا می‌روند، مشابه نفوذهای ماگمایی در لیتوسفر زمین. لکه های صاف و تیره ممکن است از آب ذوب بیرون زده شده به دلیل نفوذ یخ گرمتر به سطح سرچشمه بگیرند. برعکس، فرض بر این است که عدسی‌های ناهموار و پر هرج و مرج (مثلاً Conamara Chaos) ناشی از قطعات پوسته متعددی هستند که درون یک ماتریس ناهموار و تاریک قرار گرفته‌اند، شبیه کوه‌های یخی که در یک اقیانوس منجمد شده‌اند.

برعکس، یک فرضیه ناهموار جایگزین، فرضیه‌ای را تشکیل می‌دهد که می‌گوید: گودال ها، لکه ها و گنبدهای ادعا شده مصنوعاتی هستند که از تفسیر بیش از حد تصاویر اولیه گالیله با وضوح پایین ناشی می شوند. این دیدگاه نشان می‌دهد که پوسته یخی فاقد ضخامت کافی برای حفظ مدل دیاپیریسم همرفتی برای این سازندهای زمین‌شناسی است.

در نوامبر ۲۰۱۱، یک تیم تحقیقاتی از جمله دانشمندان دانشگاه تگزاس در آستین، یافته‌هایی را ارائه کردند که نشان می‌دهد تشکیل‌های متعدد «زمین آشوب» در اروپا بر روی سطح دریاچه‌های مایع گسترده قرار گرفته‌اند. این اجسام دریاچه‌ای به طور کامل در پوسته یخی خارجی اروپا محصور می‌شوند، جدا از اقیانوس مایع عمیق‌تر که فرض می‌شود در زیر آن قرار دارد. تایید قطعی این دریاچه ها مستلزم یک ماموریت فضایی اختصاصی است که قادر به بررسی فیزیکی یا غیرمستقیم پوسته یخی، به عنوان مثال، از طریق فناوری رادار باشد. علاوه بر این، ویژگی‌های هرج‌ومرج ممکن است از ذوب شدن پوسته یخ و رسوب بعدی یخ‌های دریایی در مناطق با عرض جغرافیایی پایین، ناشی از گرمایش غیریکنواخت ناشی شود.

تحقیق انجام‌شده توسط دانشمندان کالج ویلیامز نشان می‌دهد که هرج و مرج زمین می‌تواند مکان‌هایی را نشان دهد که برخوردهای دنباله‌دار از پوسته یخی شکسته و به اقیانوس زیرسطحی رسیده است.

محیط تابشی

دز تابش یونیزان در سطح اروپا تقریباً 5.4 Sv (540 rem) در روز زمین است، سطحی که برای ایجاد بیماری شدید یا مرگ و میر در انسان‌هایی که برای یک دوره 24 ساعته در معرض قرار می‌گیرند کافی است. قابل توجه است که یک روز اروپایی تقریباً 3.5 برابر مدت زمان یک روز زمین است.

ترکیب اتمسفر

اروپا دارای یک اتمسفر ضعیف و بسیار نازک است که اغلب به عنوان اگزوسفر شناخته می شود و عمدتاً حاوی اکسیژن با مقادیر جزئی بخار آب است. مهم این است که این اکسیژن از طریق فرآیندهای غیر زنده تولید می شود. به دلیل سطح منجمد و یخی اروپا، برهمکنش با تابش فرابنفش خورشیدی و ذرات باردار (یون‌ها و الکترون‌ها) از مگنتوسفر مشتری باعث تشکیل بخار آب می‌شود که بلافاصله به اتم‌های اکسیژن و هیدروژن تشکیل‌دهنده آن تجزیه می‌شود. اتم‌های هیدروژن سبک‌تر متعاقباً از کشش گرانشی اروپا فرار می‌کنند، در حالی که اکسیژن باقی می‌ماند. این اتمسفر محدود به سطح در درجه اول از طریق تجزیه رادیویی تشکیل می شود، فرآیندی که شامل تفکیک مولکول ها توسط تابش است. جو اکسیژن حاصل می تواند تا ارتفاع 190 کیلومتری (120 مایلی) از سطح اروپا گسترش یابد. اکسیژن مولکولی به دلیل طول عمر طولانی آن متراکم ترین جزء جوی را تشکیل می دهد. پس از بازگشت به سطح، مانند مولکول‌های آب یا پراکسید هیدروژن نمی‌چسبد (یخ می‌زند) بلکه در عوض جذب می‌شود و مسیر بالستیک دیگری را آغاز می‌کند. برعکس، هیدروژن مولکولی هرگز به سطح نمی رسد و دارای سبکی کافی برای فرار از میدان گرانشی اروپا است. اروپا در میان گروه منتخبی از قمرهای منظومه شمسی، از جمله تیتان، آیو، تریتون، گانیمد و کالیستو قرار دارد که دارای جوی قابل سنجش هستند. علاوه بر این، اروپا به عنوان یکی از چندین قمر یخی در منظومه شمسی شناخته می شود که با مخازن قابل توجهی از مواد فرار به شکل یخ مشخص می شود.

فعالیت زمین‌شناسی اروپا با انتشار مداوم مخلوط‌های هیدروژن-اکسیژن در فضا مشهودتر است. در نتیجه، ترکیب جوی ماه به دلیل تخلیه ذرات، نیاز به دوباره پر کردن دائمی دارد. علاوه بر این، اروپا دارای یک مغناطیس کره متوسط ​​است که تقریباً 25٪ قدرت گانیمد تخمین زده می شود. با این حال، اندازه آن با عبور اروپا از میدان مغناطیسی مشتری در نوسان است. این تنوع از فرضیه یک عنصر رسانا، مانند یک اقیانوس زیرسطحی قابل توجه، در زیر پوسته یخی آن پشتیبانی می کند. تحقیقات گسترده در جو اروپا نشان می دهد که بخشی از مولکول های اکسیژن در اگزوسفر آزاد نمی شود. این بخش غیر کمی از اکسیژن ممکن است توسط سطح جذب شود و متعاقباً به سطح زیرین نفوذ کند. با توجه به تعامل بالقوه بین سطح و اقیانوس زیرسطحی، این اکسیژن مولکولی می تواند به طور بالقوه به اقیانوس برسد و در نتیجه فرآیندهای بیولوژیکی را تسهیل کند. تخمینی بر اساس نرخ گردش حاصل از حداکثر سن تقریبی 0.5 میلیارد سال یخ سطحی اروپا، پیشنهاد می‌کند که فرورانش گونه‌های اکسیدکننده تولید شده به روش رادیولیتی می‌تواند منجر به غلظت اکسیژن آزاد اقیانوسی شود که با غلظت‌های موجود در اقیانوس‌های عمیق زمین قابل مقایسه است.

چنبره که صفحه مداری اروپا را احاطه کرده است. این ابر خنثی توسط فضاپیمای کاسینی و گالیله مشاهده شده است و چگالی اتمی و مولکولی بالاتری نسبت به ابر خنثی مرتبط با قمر داخلی مشتری، آیو، نشان می‌دهد. وجود آن به طور قطعی از طریق تصویربرداری اتم خنثی انرژی (ENA) مشخص شد. چنبره اطراف اروپا تحت یونیزاسیون قرار می گیرد زیرا ذرات خنثی الکترون ها را با ذرات باردار مبادله می کنند. از آنجایی که میدان مغناطیسی اروپا با سرعتی بیش از سرعت مداری آن می چرخد، این یون ها در امتداد مسیر میدان مغناطیسی آن رسوب کرده و در نتیجه پلاسما تولید می کنند. فرض بر این است که این یون‌ها به پلاسمای مشاهده‌شده در مغناطیس‌کره مشتری کمک می‌کنند.

در ۴ مارس ۲۰۲۴، ستاره‌شناسان نشان دادند که سطح اروپا ممکن است حاوی اکسیژن بسیار کمتری نسبت به تخمین‌های قبلی باشد.

کشف اتمسفر

شرایط اقلیمی و پدیده‌های جوی

با وجود وجود چنبره گازی، اروپا فاقد ابرهای مولد آب و هوا است. به طور کلی، اروپا هیچ باد، بارندگی، یا رنگ آسمان قابل تشخیصی را نشان نمی‌دهد، زیرا نیروی گرانشی آن برای حفظ اتمسفر به اندازه کافی برای پشتیبانی از چنین ویژگی‌هایی کافی نیست. شتاب گرانشی اروپا تقریباً 13 درصد شتاب زمین است. دمای سطح اروپا از -160 درجه سانتیگراد در خط استوا تا -220 درجه سانتیگراد در قطبهای آن متغیر است. تخمین زده می شود که اقیانوس زیرسطحی اروپا دمایی نزدیک به 273 کلوین (0 درجه سانتی گراد) حفظ کند. این تئوری وجود دارد که به دلیل گرمایش رادیواکتیو و جزر و مدی، مناطق خاصی در اعماق اقیانوس اروپا می توانند فقط کمی خنک تر از اقیانوس های زمین باشند. تحقیقات بیشتر نشان می دهد که اقیانوس اروپا در ابتدا کاملاً اسیدی بوده و با غلظت بالای سولفات، کلسیم و دی اکسید کربن مشخص می شود. با این وجود، طی یک دوره 4.5 میلیارد ساله، تکامل یافت تا غنی از کلرید شود، در نتیجه شباهت هایی به اقیانوس های زمین که حاوی 1.94٪ کلرید هستند، نشان داد.

تلاش های اکتشافی

محاسبات گرانشی اوایل قرن بیستم ترکیبی غنی از آب را برای اروپا نشان داد، یافته‌ای که توسط مشاهدات زمینی جرارد کویپر در سال 1957 تأیید شد و ترکیب یخ آب آن را تأیید کرد.

اکتشاف اولیه اروپا با فضاپیمای Pioneer 10 و 11 که پروازهای مشتری را به ترتیب در سال‌های 1973 و 1974 انجام می‌دادند، آغاز شد. این عکس‌های کلوزآپ اولیه در مقایسه با ماموریت‌های بعدی وضوح محدودی از خود نشان دادند. در سال 1979، دو کاوشگر وویجر سیستم جویان را طی کردند و تصاویر پیچیده تری از سطح پوشیده از یخ اروپا به دست آوردند که به احتمال حضور یک اقیانوس مایع زیرزمینی اشاره داشت. از سال 1995 تا 2003، کاوشگر فضایی گالیله به مدت هشت سال به دور مشتری چرخید و جامع ترین تحلیل را از قمرهای گالیله تا آن زمان ارائه کرد. این ماموریت شامل "ماموریت اروپای گالیله" و "ماموریت هزاره گالیله" بود که شامل چندین برخورد نزدیک با اروپا بود. متعاقباً، در سال 2007، New Horizons تصاویری از اروپا در حین عبور از منظومه Jovian در مسیر پلوتون گرفت. اخیراً، در سال 2022، مدارگرد Juno پروازی از اروپا را در برد 352 کیلومتری (219 مایلی) انجام داد.

آژانس فضایی اروپا (ESA) کاوشگر قمرهای یخی مشتری (JUICE) را به عنوان یک مأموریت آتی f2012 توسط این ماموریت در 2 تعیین کرد. اروپا، هدف علمی اولیه آن گانیمد است. پیش‌بینی می‌شود که JUICE که در سال 2023 پرتاب شد، در ژوئیه 2031 به مشتری برسد، پس از یک سفر هشت ساله و چهار مانور کمک گرانشی.

بررسی دهه‌ای علوم سیاره‌ای ایالات متحده انجام مأموریتی به اروپا را در سال 2011 توصیه کرد. در نتیجه، ناسا برای یک زمین‌نشین اروپایی، مطالعاتی را برای یک زمین‌گیر اروپایی آغاز کرد. (Europa Clipper)، و یک مدارگرد اروپا در همان سال. جزء مدارگرد پیشنهادی در درجه اول بر تحقیقات علمی اقیانوسی تمرکز دارد، در حالی که جزء پرواز چندگانه (Clipper) بر تجزیه و تحلیل های شیمیایی و انرژی تاکید دارد. در 13 ژانویه 2014، کمیته تخصیص مجلس از یک پیشنهاد قانونی دو حزبی پرده برداری کرد که 80 میلیون دلار برای حفظ این مطالعات مفهومی ماموریت اروپا در حال انجام تخصیص می دهد.

در ژوئیه 2013، آزمایشگاه پیشرانه جت (JPL) و آزمایشگاه فیزیک کاربردی (APL) یک مفهوم تصفیه شده برای مأموریت پرواز در اروپا، با نام Europa Clipper معرفی کردند. تا ماه مه 2015، ناسا تایید خود را برای توسعه ماموریت Europa Clipper تایید کرد و ابزار دقیق علمی مورد نظر خود را فاش کرد. هدف اصلی Europa Clipper بررسی قابلیت سکونت اروپا و تسهیل انتخاب مکان های فرود مناسب برای ماموریت فرودگر بعدی است. Europa Clipper به جای چرخش مستقیم به دور اروپا، برای گردش به دور مشتری و اجرای 45 پرواز در ارتفاع پایین اروپا در طول عمر عملیاتی آن طراحی شده است. محموله این کاوشگر شامل یک رادار نفوذگر یخ، یک طیف سنج مادون قرمز موج کوتاه، یک تصویرگر توپوگرافی و یک طیف سنج جرمی یونی و خنثی است. این ماموریت با پرتاب آن در 14 اکتبر 2024 و با استفاده از موشک فالکون هوی آغاز شد.

ماموریت های آینده

گمانه‌زنی‌های مربوط به حیات فرازمینی برجستگی اروپا را افزایش داده است و حمایت مداوم برای مأموریت‌های اکتشافی بعدی را تقویت کرده است. اهداف این تلاش‌های پیشنهادی از تجزیه و تحلیل ترکیب شیمیایی اروپا تا جستجوی شواهدی از حیات فرازمینی در اقیانوس‌های زیرسطحی فرضی آن است. مأموریت‌های رباتیکی که اروپا را هدف قرار می‌دهند باید طوری طراحی شوند که در برابر محیط پرتوهای شدیدی که در اطراف مشتری وجود دارد مقاومت کنند. اروپا با توجه به غوطه ور شدن عمیق خود در مگنتوسفر مشتری، روزانه در معرض تقریباً 5.40 Sv تابش قرار می گیرد.

• کاوشگر اروپا نشان دهنده یک ماموریت مفهومی معاصر ناسا است که در حال حاضر در حال ارزیابی است. تحقیقات انجام‌شده در سال 2018 نشان می‌دهد که سطح اروپا ممکن است با تشکیلات یخی بلند و ناهموار مشخص شود که چالش‌های مهمی را برای هر عملیات فرود احتمالی ایجاد می‌کند.

• روور شناور برای اکتشاف زیر یخ (BRUIE) یک نمونه اولیه وسیله نقلیه زیرآبی خودگردان در دست توسعه توسط JPL است که برای اکتشاف اقیانوس‌های زیرسطحی اروپا در جستجوی حیات فرازمینی در نظر گرفته شده است.

پیشنهادهای تاریخی

در اوایل دهه 2000، مدارگرد اروپای مشتری به رهبری ناسا و مدارگرد مشتری گانیمد به رهبری ESA به طور مشترک به عنوان ماموریت سیستم مشتری اروپا، یک ماموریت پرچمدار سیاره بیرونی با هدف قرار دادن اقمار 20 یخی مشتری با 20 قمرهای یخی در 20، پیشنهاد شدند. این ماموریت مشترک نسبت به ماموریت سیستم زحل تیتان ارجحیت داشت. همزمان، پیشنهادهای دیگری نیز در دست بررسی بود، از جمله مدارگرد مغناطیسی مشتری پیشنهادی ژاپن.

مدارگرد اروپای جوویان به عنوان یک مطالعه مفهومی دید کیهانی ESA در سال 2007 آغاز شد. یک مفهوم جایگزین، به نام Ice Clipper با استفاده از یک چشم انداز یخ گیر، به کار گرفته شد. ماموریت تاثیر عمیق. این رویکرد شامل یک برخورد کنترل‌شده با سطح اروپا برای تولید یک ستون زباله است که متعاقباً توسط یک فضاپیمای کوچک‌تر که از ستون عبور می‌کند نمونه‌برداری می‌شود.

ماموریت مدارگرد اروپا با هدف توصیف وسعت اقیانوس زیرسطحی اروپا و رابطه آن با فضای داخلی عمیق تر ماه انجام شد. محموله ابزار پیشنهادی آن شامل یک زیرسیستم رادیویی، یک ارتفاع سنج لیزری، یک مغناطیس سنج، یک کاوشگر لانگمویر و یک دوربین نقشه برداری بود. اگرچه مدارگرد اروپا در سال 1999 تاییدیه دریافت کرد، اما متعاقباً در سال 2002 لغو شد. یکی از ویژگی‌های کلیدی این مدارگرد یک رادار تخصصی یخ‌نفوذ بود که برای اسکن زیر سطح ماه در نظر گرفته شده بود.

پیشنهادات جاه‌طلبانه‌تری برای جستجوی drmalosature ارائه شده است. به طور بالقوه در یخ های کم عمق زیرسطحی حفظ می شود.

پیشنهاد دیگری که در سال 2001 ارائه شد، یک "کاوشگر مذاب" یا ربات سرمای هسته ای قابل توجه را توصیف می کند که برای نفوذ به یخ تا رسیدن به اقیانوس زیرین طراحی شده است. پس از رسیدن به آب، این کرایوبات یک وسیله نقلیه زیرآبی خودگردان یا ربات هیدرولیکی را مستقر می کند که وظیفه جمع آوری داده ها و ارسال آن ها به زمین را دارد. هم کرایوبوت و هم هیدروربات به روش‌های استریل‌سازی دقیقی برای جلوگیری از شناسایی موجودات زمینی به جای حیات بومی و جلوگیری از آلوده شدن اقیانوس‌های زیرسطحی نیاز دارند. این رویکرد مفهومی هنوز به مرحله برنامه ریزی رسمی پیشرفت نکرده است.

قابلیت سکونت

در حال حاضر، هیچ مدرک مستقیمی وجود حیات در اروپا را تایید نمی کند. با این حال، ماه یکی از امیدوار کننده ترین مکان ها در منظومه شمسی برای سکونت بالقوه در نظر گرفته می شود. حیات به طور بالقوه می تواند در اقیانوس زیر یخ خود رشد کند، احتمالاً در محیط هایی مشابه دریچه های گرمابی در اعماق اقیانوس زمین. حتی در غیاب فعالیت هیدروترمال آتشفشانی، تحقیقات ناسا در سال 2016 نشان داد که غلظت‌های مشابه زمین از هیدروژن و اکسیژن را می‌توان از طریق فرآیندهایی مانند سرپانتینه‌سازی و تولید اکسیدان‌های مشتق از یخ، که مستقیماً با آتشفشان‌سازی مرتبط نیست، تولید کرد. در سال 2015، دانشمندان گزارش دادند که نمک‌های یک اقیانوس زیرسطحی ممکن است ویژگی‌های زمین‌شناسی خاصی را در اروپا پوشش دهند، که نشان‌دهنده تعامل بین اقیانوس و کف دریا است. این تعامل می تواند در ارزیابی قابلیت سکونت اروپا مهم باشد. حضور احتمالی آب مایع در تماس با گوشته صخره‌ای اروپا، درخواست‌ها برای یک مأموریت کاوشگر اختصاصی را تشدید کرده است.

انرژی حاصل از نیروهای جزر و مدی، فرآیندهای زمین‌شناسی مهمی را در داخل اروپا تقویت می‌کند، البته با درجاتی بسیار واضح‌تر، آن‌هایی را که در قمر خواهرش آیو مشاهده شده است. در حالی که اروپا، مشابه زمین، ممکن است دارای یک منبع انرژی داخلی از فروپاشی رادیواکتیو باشد، انرژی تولید شده توسط خمش جزر و مدی به طور قابل توجهی از هر سهم رادیولوژیکی با چندین مرتبه بزرگی فراتر خواهد رفت. مکان های بالقوه برای حیات در اروپا شامل مناطقی در اطراف دریچه های گرمابی در کف اقیانوس، زیر کف اقیانوس که در آن اندولیت ها در زمین وجود دارند، چسبیده به سطح پایین لایه یخ اروپا شبیه جلبک ها و باکتری ها در مناطق قطبی زمین، یا آزادانه در اقیانوس اروپا معلق هستند. اگر اقیانوس‌های اروپا بیش از حد سرد باشند، ممکن است فرآیندهای بیولوژیکی مشابه آن‌ها روی زمین رخ ندهد. اگر خیلی شور باشد، فقط هالوفیل های افراطی می توانند زنده بمانند. در سال 2010، مدلی که توسط ریچارد گرینبرگ از دانشگاه آریزونا ارائه شد، پیشنهاد کرد که تابش یخ در سطح اروپا می تواند پوسته آن را با اکسیژن و پراکسید اشباع کند. سپس این ترکیبات می توانند از طریق فرآیندهای تکتونیکی به داخل اقیانوس منتقل شوند. چنین مکانیزمی می‌تواند اقیانوس اروپا را در عرض 12 میلیون سال به سطوحی قابل مقایسه با سطح زمین برساند و به طور بالقوه وجود اشکال حیاتی پیچیده و چند سلولی را امکان‌پذیر کند.

مطالعات حاکی از وجود دریاچه‌های آب مایع است که به طور کامل در پوسته یخی بیرونی اروپا محصور شده‌اند، جدا از اقیانوس مایع عمیق‌تر که فرض می‌شود در زیر آن قرار دارد. علاوه بر این، حفره‌های آبی که پس از یخ زدن در سطح، برآمدگی‌های یخی M شکل را تشکیل می‌دهند، مشابه آنچه در گرینلند مشاهده شده است. اگر این ویژگی‌های آبی تأیید شوند، زیستگاه‌های بالقوه بیشتری را برای زندگی نشان می‌دهند. علاوه بر این، به نظر می رسد که پراکسید هیدروژن در بخش قابل توجهی از سطح اروپا رایج است. با توجه به اینکه پراکسید هیدروژن در صورت مخلوط شدن با آب مایع به اکسیژن و آب تجزیه می شود، محققان پیشنهاد می کنند که می تواند به عنوان یک منبع انرژی حیاتی برای اشکال اولیه حیات عمل کند. با این حال، در 4 مارس 2024، ستاره شناسان گزارش دادند که سطح اروپا ممکن است حاوی اکسیژن بسیار کمتری نسبت به تخمین قبلی باشد.

مدل‌های سکونت‌پذیری معاصر برای اروپا، که در سال 2026 به‌روزرسانی شدند، اکنون از بستر دریا «از نظر زمین‌شناسی ساکن» استفاده می‌کنند. عدم وجود گسل فعال نشان می دهد که سیستم های گرمابی با انرژی بالا، مانند "سیگاری های سیاه" در اروپا در عصر حاضر غیرمحتمل هستند. اگرچه گردش سیال در دمای پایین ممکن است در کف دریا ادامه داشته باشد، اما کاهش میزان برهمکنش آب و سنگ به طور قابل توجهی انرژی شیمیایی و زوج‌های ردوکس ضروری برای حمایت از زندگی کمواتوتروفیک را محدود می‌کند. محققان اظهار کرده اند که اگرچه اروپا ممکن است از نظر تاریخی فعالیت های زمین شناسی بیشتری را به دلیل خروج از مرکز مداری بالاتر از خود نشان داده باشد، ممکن است در حال حاضر فاقد مکانیسم های تکتونیکی مورد نیاز برای حفظ یک بیوسفر پر رونق باشد. در نتیجه، هر فرآیندی که امروزه قادر به حفظ شرایط قابل سکونت در بستر دریای اروپا باشد، باید مستقل از فعالیت های زمین ساختی مداوم عمل کند.

کانی های خاک رس مانند، به ویژه فیلوسیلیکات ها، که اغلب به مواد آلی روی زمین مرتبط هستند، در پوسته یخی اروپا شناسایی شده اند. وجود این مواد معدنی ممکن است به یک رویداد برخوردی مربوط به یک سیارک یا دنباله دار نسبت داده شود. برخی از دانشمندان این نظریه را مطرح کرده اند که حیات زمینی می تواند در اثر برخورد سیارک ها به فضا پرتاب شده و متعاقباً از طریق مکانیسمی به نام لیتوپانسپرمی به قمرهای مشتری منتقل شود.

آینده دور

اکثر ستارگان شبه خورشید، پس از پایان فاز توالی اصلی خود، به ستارگان شاخه ای غول سرخ تبدیل می شوند و در نهایت لایه های بیرونی خود را می ریزند و به کوتوله های سفید تبدیل می شوند. زمانی که خورشید در حدود 5 میلیارد سال این دگرگونی را تجربه کند، اروپا تغییرات قابل توجهی را تجربه خواهد کرد. انتظار می‌رود سرنوشت نهایی اروپا تا حد زیادی به موازات دیگر قمرهای گالیله مشتری و برخی از ماهواره‌های زحل باشد.

از آنجایی که منطقه قابل سکونت خورشید گسترش می‌یابد و اروپا را در بر می‌گیرد، گرمای شدید خورشید غول سرخ باعث تصعید یا ذوب شدن یخ‌های اروپا می‌شود که منجر به تشکیل یخ جهانی گذرا می‌شود. نیمکره اروپا رو به روی جووین تصعید بسیار بیشتری نسبت به نیمکره ضد جووین تجربه خواهد کرد. این فرآیند منجر به ایجاد یک اتمسفر بخار آب ضعیف در اطراف اروپا می شود که پیش بینی می شود تا حدود 0.2 میلیارد سال تا زمانی که منطقه قابل سکونت فراتر از ماه گسترش یابد، ادامه خواهد داشت. متعاقباً این آب به فضا پرتاب خواهد شد. با این وجود، در طول دوره ای که اروپا اقیانوس خود را حفظ می کند، با توجه به اینکه حیات زمینی در طول چند صد میلیون سال ظهور کرده است، یک پنجره بالقوه برای تکامل حیات وجود دارد.

قمرهای مشتری

• قمرهای مشتری
• قمرهای گالیله (چهار ماهواره بزرگ مشتری)
• تصویرهای تخیلی قمرهای مشتری
• کاتالوگ دهانه ها در اروپا
• کاتالوگ ویژگی های زمین شناسی در اروپا
• کاتالوگ Lineae در اروپا
• فرضیه زمین گلوله برفی
• دنیای اقیانوس
• آب فرازمینی

یادداشت ها

مراجع

هارلند، دیوید ام. (2000). اودیسه مشتری: داستان ماموریت گالیله ناسا. کتاب های Springer-Praxis در نجوم و علوم فضایی. لندن; نیویورک: چیچستر: Springer Science + Business Media. ISBN 978-1-85233-301-0.

• Harland، David M. (2000). ادیسه مشتری: داستان ماموریت گالیله ناسا. کتاب های Springer-Praxis در نجوم و علوم فضایی. لندن; نیویورک: چیچستر: اسپرینگر ساینس + رسانه تجاری. ISBN 978-1-85233-301-0.روتری، دیوید ای. (1999). ماهواره های سیارات بیرونی: جهان ها در حق خود (ویرایش دوم). نیویورک: انتشارات دانشگاه آکسفورد. ISBN 978-0-19-5125555-"sexternal. title="ctx_ver=Z39.88-2004&rft_val_fmt=info%3Aofi%2Ffmt%3Akev%3Amtx%3Abook&rft.genre=book&rft.btitle=ماهواره تها+سیارات+خارجی%3A+جهان+در+راست+خودشان&rft.place=نیویورک&rft.edition=2.&rft.pub=آکسفورد+یونیو rsity+Press&rft.date=1999&rft.isbn=978-0-19-512555-9&rft.aulast=Rothery&rft.aufirst=David+A.&rft_id= https%3A%2F%2Fbooks.google.com%2Fbooks%3Fid%3DukpGOp1tj_QC&rfr_id=info%3Asid%2Fen.</span></li></ul>

  Çavkanî: Arşîva TORÎma Akademî

  درباره این نوشته

  ماه چیست؟

  راهنمایی کوتاه درباره ماه، ویژگی‌های اصلی، کاربردها و موضوعات مرتبط.

  برچسب‌های موضوع

  ماه چیست توضیح ماه مبانی ماه نوشته‌های فضا فضا به کردی موضوعات مرتبط

  جست‌وجوهای رایج درباره این موضوع

  • ماه چیست؟
  • ماه چه کاربردی دارد؟
  • چرا ماه مهم است؟
  • چه موضوعاتی با ماه مرتبط‌اند؟

  آرشیو دسته‌بندی

  آرشیو مقالات فضا

  در این بخش از آکادمی توریما، به کاوش عمیق در دنیای شگفت‌انگیز فضا می‌پردازیم. از تاریخچه اکتشافات فضایی مانند آپولو 11 و اسپوتنیک 1 گرفته تا پدیده‌های کیهانی پیچیده‌ای چون ابرنواخترها، افق رویداد، انرژی تاریک و بیگ بنگ

  فضا اخترشناسی کیهان‌شناسی اکتشافات فضایی پدیده‌های کیهانی منظومه شمسی

  نوشته‌های مرتبط

  • سیاره کوتوله
  • لکه قرمز بزرگ
  • زمین
  • هاومیا
  • سیاره کوتوله
  • مشتری

  خانه بازگشت به فضا