EUROPA (UYDU): ÖZELLIKLER, KOMPOZISYON, YÖRÜNGE, HAREKET - ARTE - 2025

Europa , 1610 yılında İtalyan gökbilimci Galileo Galilei (1564-1642) tarafından keşfedilen Jüpiter'in doğal bir uydusu veya ayıdır. Ganymede, Io ve Callisto ile birlikte sözde Galilean uydularının bir parçasıdır. Adı, Yunan mitolojisindeki bir karakterden geliyor: Europa, tanrıların kralının birçok sevgilisinden biri olan Girit Kralı Minos'un annesiydi.

Galileo'nun çağdaşı olan Alman gökbilimci Simon Marius, Galileo'nun açıklamasından önce Jovian uydularının keşfine de değinen bir çalışmasında adı önerdi.

Şekil 1. Galileo misyonu tarafından çekilen Europa'nın doğal renkli görüntüsü, çizgiler muhtemelen açıkta kayaların bulunduğu kabuktaki çatlaklardır. Kaynak: Wikimedia Commons. NASA / JPL / DLR / Kamu malı

Bu uydu için kullanılan ve şu anda kullanılmayan bir başka isim, Galileo'nun orijinal olarak Roma rakamları ile önerdiği isimdir. Dolayısıyla, Europa aynı zamanda Jüpiter II'dir, çünkü gezegene yakın ikinci Galilean ayıdır (Io en yakın olanıdır, ancak dört tane daha küçük uydu vardır).

Sonunda gökbilimciler, uyduları Galileo'dan bağımsız olarak keşfetmiş olabilecek Marius'un önerisine düştüler.

Jüpiter'in etrafında dönen Galilean uydularının keşfi bilim için bir dönüm noktasıydı. Kopernik'in heliosentrik teorisini güçlendirdi ve insanlığın Dünya'nın evrenin merkezi olmadığını anlamasını sağladı.

Bununla birlikte, Galilean uyduları, Jüpiter'in yörüngesinde dönen teleskopla görülen küçük ışık noktaları olarak uzun süre kaldı.

Bu, insansız görevler Pioneer, Voyager, Galileo ve Yeni Ufuklar, Europa ve dev gezegenlerin kalan uyduları hakkında bir bilgi akışı getirene kadar oldu.

Genel özellikleri

Olası yaşanabilirlik

Ay'dan biraz daha küçük olan Europa, yüzeyinin altında bir su okyanusuna sahiptir ve Jovian manyetik alanı tarafından güneş rüzgarından korunmaktadır, bu da ona yaşanabilirlik için bazı umutlar verir.

Şekil 2. Europa'nın, sol altta, Dünya ve Ay ile karşılaştırmalı boyutu. Kaynak: Wikimedia Commons. Apollo 17 Tüm Dünyanın Resmi: NASA Dolunayın Teleskopik Görüntüsü: Gregory H. Revera Europa Görüntüsü: NASA / JPL / Kamu malı

Buna Avrupa'nın muhtemelen tektonik olduğu gerçeğini de ekleyin. Ve Dünya dışında, şimdiye kadar karmaşık jeolojiye sahip başka hiçbir gök cismi bilinmiyordu.

Atmosfer

Aynı zamanda hafif ama oksijenli bir atmosfere sahiptir ve yoğunluğu, dünyanınki kadar yüksek olmasa da, bileşiminde iyi miktarda kaya olduğunu düşündürmektedir.

Yüzey

Donmuş yüzey çok pürüzsüzdür, şekil 1'de gösterilen çizgilerle zorlukla geçilir.

Bu çizgiler muhtemelen Europa'yı kaplayan ve altında sıvı su bulunan altta yatan kayayı açığa çıkaran 100-150 km kalınlığındaki buzlu kabuktaki gerilmeleri yansıtıyor.

Gelgit ısınması nedeniyle Europa'nın içinde bu okyanusu korumak için yeterli ısı var.

Gelgiti okyanus kütlelerine özgü fenomenler olarak düşünmek yaygındır, ancak yerçekimi sadece suyun değil, aynı zamanda kayanın da yerini alır. Ve bu süreçler, yörünge hareketinin enerjisini ısıya dağıtan sürtünmeye neden olur.

Manyetik alan yok

İnsansız görevler tarafından yapılan manyetik alan ölçümleriyle, Europa'nın kendi manyetik alanına sahip olmadığı biliniyor. Ancak kabuğun altında bir demir çekirdek ve mineral içeriği bakımından zengin bir su tabakasının varlığını da tespit ettiler.

Bu ölçümler, Avrupa'ya gelen bir yolcunun pusulasının, özellikle Jüpiter'e yaklaşma maksimum olduğunda vahşi bir salınım yaşayacağını gösteriyor. Ve yoğun Jov manyetik alanı, bu dalgalanmalara neden olarak, alt toprağın iletken malzemesi ile etkileşime giriyor.

Avrupa'nın albedo'su

Europa'nın sadece görüntülerle elde edilen bilgiler nedeniyle değil, aynı zamanda albedo'suna yapılan ölçümler nedeniyle de buzlu ve biraz pürüzlü bir yüzeye sahip olduğu biliniyor.

Herhangi bir nesnenin albedosu - astronomik veya başka bir tabiatta - yansıttığı ışık oranıdır. Değerinin 0 ile 1 arasında değişmesinin nedeni budur.

Albedo 0 ise cisim hiçbir şeyi yansıtmadan tüm ışığı absorbe eder, tam tersine 1 ise tamamen yansıtır.

Aynalar büyük bir albedoya sahip nesnelerdir ve Europa'nınki 0.69'dur. Bu, yüzeyine ulaşan ışığın yaklaşık% 69'unu yansıttığı anlamına gelir, bu da onu kaplayan buzun temiz ve yeni olduğunu gösterir.

Bu nedenle, Europa'nın yüzeyi nispeten genç ve yaklaşık 10 milyon yaşında olduğu tahmin ediliyor. Eski buzlu yüzeyler oldukça karanlık olma eğilimindedir ve daha az albedoya sahiptir.

Avrupanın lehine olan bir başka gerçek de, Europa'nın yüzeyinde neredeyse hiç çarpma krateri olmaması ve bu da etkilerin kanıtlarını silmek için yeterli jeolojik faaliyet olduğunu gösteriyor.

Bu birkaç kraterden biri şekil 1'in altında görülüyor. Burası, yeraltı dünyasının Kelt tanrısı onuruna Pwyll Krateri adı verilen karanlık merkezli bir köstebek şeklindeki ışık lekesidir.

Avrupa'nın temel fiziksel özelliklerinin özeti

Çeviri hareketi

Europa, oldukça dairesel bir yörüngeyi izleyerek Jüpiter'in etrafında 3 buçuk günden biraz fazla bir süre ile hareket ediyor.

Europa'nın öteleme hareketindeki bir özellik, Jüpiter ile eşzamanlı dönüş halinde olmasıdır. Bu nedenle, Ay'ın Dünya'ya yaptığı gibi, gezegene her zaman aynı yüzü gösterir. Bu fenomen aynı zamanda gelgit bağlantısı olarak da bilinir.

Şekil 3. Europa, senkronize dönüş sayesinde Jüpiter'e her zaman aynı yüzü gösterir. Kaynak: NASA.

Gelgit bağlantısı, nesnenin en büyük kütleli cismin - bu durumda Jüpiter - kendi ekseni üzerinde tam bir devir yaptığı gibi aynı zamanda yörüngede dönmesi gerçeğiyle karakterize edilir.

Açıklama, gök cisimlerinin nokta kütleler değil, kayda değer boyutlara sahip nesneler olduğudur. Bu nedenle Jüpiter'in uydularına uyguladığı yerçekimi kuvveti homojen değildir, en yakın tarafta daha yoğun, uzak tarafta daha az yoğun.

Bu, Europa'da periyodik bir bozulma yaratır ve bu da, yakınlardaki diğer Galilean uyduları tarafından düzenli olarak uygulanan yerçekimi kuvvetinden etkilenir: Ganymede ve Io.

Sonuç, yörünge rezonansı olarak bilinen bir fenomende yerçekimi kuvvetlerinin büyütülmesidir, diğer uydular kesin zaman aralıklarında yerçekimiyle Europa'yı çekerler.

Laplace rezonansı

Ve elbette Avrupa, diğer uydularla aynı şeyi yaparak, hepsi arasında bir tür uyum yaratıyor.

Galile aylarının karşılıklı yerçekimi etkilerine, keşfi Fransız matematikçi ve gökbilimci Pierre Simon de Laplace'den sonra 1805'te Laplace rezonansı denir.

Fizikte birkaç çeşit rezonans vardır. Bu, üç ayın dönme dönemlerinin 1: 2: 4 oranında olduğu nadir bir rezonanstır. Bu sistemin herhangi bir üyesine uygulanan herhangi bir kuvvet, yerçekimi etkileşimi yoluyla diğerlerine iletilir.

Şekil 4. Galile uyduları arasındaki yörünge rezonansının animasyonu. Kaynak: Wikimedia Commons. Kullanıcı: Matma Rex / Kamu malı.

Bu nedenle gelgit kuvvetleri tüm Avrupa'yı yukarıda açıklanan ısınmadan kaynaklanan çıkıntılara ve sıkıştırmalara maruz bırakmaktadır. Ayrıca Europa'nın içinde bir sıvı su okyanusuna sahip olmasına neden olur.

Dönen hareket

Europa kendi ekseni etrafında dönme hareketine sahip, dediğimiz gibi, Jüpiter ile olan gelgit bağlantısı sayesinde yörünge periyodu ile aynı süreye sahip.

Kompozisyon

Dünyadakiyle aynı unsurlar Avrupa'da da mevcuttur. Atmosferde oksijen, demir ve silikatlar çekirdekte bulunurken, en çarpıcı madde olan su ise kabuğun altındaki tabakayı kaplar.

Europa'nın altındaki su, sodyum klorür veya yemek tuzu gibi mineral tuzlar açısından zengindir. Magnezyum sülfat ve sülfürik asidin varlığı, uydunun yüzeyinden geçen kırmızımsı çizgileri kısmen açıklayabilir.

Ayrıca Avrupa'da ultraviyole radyasyon sayesinde oluşan tolinler, organik bileşikler olduğuna inanılıyor.

Tholinler, Europa ve Satürn'ün uydusu Titan gibi buzlu dünyalarda yaygındır. Oluşmaları için karbon, nitrojen ve su gerekir.

İç yapı

Europa'nın iç yapısı, bir çekirdeği, bir mantosu ve bir kabuğu olduğu için Dünya'nınkine benzer. Io ile birlikte yoğunluğu, diğer iki Galilean uydusundakinden daha yüksek olup, daha yüksek bir silikat içeriğine işaret etmektedir.

Şekil 5. Teorik modellere göre dört Galile uydusunun iç yapısı. Kaynak: Kutner, M. Astronomi: fiziksel bir perspektif.

Europa'nın çekirdeği erimiş metalden (Io'nun aksine) yapılmamıştır, bu da kabuğun altındaki suyun yüksek bir mineral içeriğine sahip olduğunu göstermektedir, çünkü Europa'nın manyetizması su gibi iyi bir iletkenin tuzlarla etkileşiminden kaynaklanmaktadır. ve Jüpiter'in yoğun manyetik alanı.

Kayalık mantoda bol miktarda radyoaktif elementler bulunur; bunlar çürürken enerji yayar ve gelgit ısınmasından ayrı olarak Avrupa için başka bir iç ısı kaynağı oluşturur.

Kısmen donmuş ve kısmen sıvı olan en dış su tabakasının, bazı bölgelerde 100 km kalınlığında olduğu tahmin edilirken, diğerleri sadece yaklaşık 200 m olduğunu iddia ediyor.

Her durumda uzmanlar, Avrupa'daki sıvı su miktarının Dünya'dakinin iki katı olabileceği konusunda hemfikir.

Şekil 6'da önerildiği gibi, buz kabuğunun yarıklarında yaşamı da barındırabilecek göller olduğuna inanılmaktadır.

Buzlu yüzey, Jovian radyasyon kuşaklarından gönderilen yüklü parçacıklarla sürekli etkileşimi alır. Jüpiter'in güçlü manyetizması elektrik yüklerini hızlandırır ve onlara enerji verir. Böylece parçacıklar yüzey buzuna ulaşır ve su moleküllerini parçalar.

Bu süreçte, Cassini sondasının Satürn'e doğru ilerlerken gözlemlediği, Europa çevresinde parlayan gaz bulutlarını oluşturmaya yetecek kadar enerji açığa çıkar.

Şekil 6. Mevcut bilgilerle oluşturulan modellere göre Avrupa'nın iç yapısı. Kaynak: Wikimedia Commons.

jeoloji

İnsansız görevler, sadece yüzeye gönderdikleri çok sayıda yüksek çözünürlüklü görüntüde değil, aynı zamanda Europa'nın gemiler üzerindeki yerçekimsel etkileriyle de Europa hakkında çok fazla bilgi sağladı.

Görüntüler, diğer Galilean uydularından farklı olarak yükselen dağlar veya önemli kraterler gibi göze çarpan yer şekillerinden yoksun, çok açık sarı bir yüzeyi ortaya çıkarmaktadır.

Ancak en çarpıcı olanı, sürekli olarak kesişen ve Şekil 1'de açıkça gördüğümüz kıvrımlı çizgiler ağıdır.

Bilim adamları, bu çizgilerin buzdaki derin çatlaklardan kaynaklandığına inanıyor. Daha yakından bakıldığında, çizgiler, büyük gayzerlerin ürünü olduğuna inanılan daha açık bir merkezi şerit ile koyu bir kenara sahiptir.

Şekil 7. Hubble'ın gördüğü Europa'nın gayzerleri. Kaynak: NASA.

Hubble Uzay Teleskobu'nun gözlemlerine göre, birkaç kilometre yüksekliğindeki bu yükselen buhar sütunları (dumanlar), iç kısımdan çatlaklara doğru yükselen daha sıcak sudan oluşuyor.

Bazı analizler, yüksek mineral içerikli suyun bıraktığı izleri ortaya çıkarır ve ardından buharlaşır.

Europa'nın kabuğunun altında, Dünya'da meydana geldikçe, tektonik plakaların kenarlarda birleştiği, sözde yitim bölgelerinde birbirine göre hareket eden yitim süreçlerinin olması mümkündür.

Ancak Dünya'nın aksine plakalar, Dünya'da olduğu gibi magma yerine sıvı okyanus üzerinde hareket eden buzdan yapılmıştır.

Avrupa'nın olası yaşanabilirliği

Pek çok uzman, Avrupa okyanuslarının oksijen açısından zengin olduğu için mikrobiyal yaşam içerebileceğine inanıyor. Buna ek olarak, Avrupa, ince olmasına rağmen, oksijenin varlığıyla, yaşamı sürdürmek için gerekli bir unsur olan bir atmosfere sahiptir.

Yaşamı desteklemek için bir başka seçenek de, Europa'nın buz kabuğunda yer alan göllerdir. Şu anda bunlar varsayımlardır ve bunları doğrulamak için çok daha fazla kanıt eksiktir.

Bu hipotezi güçlendirmek için bazı kanıtlar eklenmeye devam ediyor, örneğin kabuktaki kil minerallerinin varlığı, Dünya'da organik maddeyle ilişkili.

Ve yeni bulgulara göre Europa'nın yüzeyinde bulunan bir diğer önemli madde de sodyum klorür veya tuzdur. Bilim adamları, Avrupa'da hüküm süren koşullar altında sofra tuzunun, uydu yüzeyinde görülen soluk sarı rengi aldığını keşfettiler.

Bu tuz Avrupa okyanuslarından geliyorsa, karasal olanlarla büyük olasılıkla benzerlik ve bununla birlikte yaşamı barındırma olasılığı olduğu anlamına gelir.

Bu bulgular, Avrupa'da yaşam olduğu anlamına gelmez, ancak doğrulanırsa, uydunun gelişmesi için yeterli koşullara sahip olduğu anlamına gelir.

Halihazırda geliştirilme aşamasında olan ve önümüzdeki birkaç yıl içinde başlatılabilecek Europa Clipper adında bir NASA görevi var.

Amaçları arasında, Europa'nın yüzeyinin incelenmesi, uydunun jeolojisi ve kimyasal bileşiminin yanı sıra okyanusun kabuğun altındaki varlığının doğrulanması yer alıyor. Öğrenmek için biraz daha beklememiz gerekecek.

Referanslar

1. BBC. Jüpiter'in buzlu uydusu Europa neden Güneş Sistemi'nde dünya dışı yaşamı bulmak için en iyi aday? Bbc.com adresinden kurtarıldı.
2. Eales, S. 2009. Gezegenler ve Gezegen Sistemleri. Wiley-Blackwell.
3. Kutner, M. 2003. Astronomi: fiziksel bir bakış açısı. Cambridge University Press.
4. Pasachoff, J. 2007. The Cosmos: Yeni Milenyumda Astronomi. Üçüncü baskı. Thomson-Brooks / Cole.
5. Tohumlar, M. 2011. Güneş Sistemi. Yedinci Baskı. Cengage Learning.
6. Vikipedi. Avrupa (ay). En.wikipedia.org adresinden kurtarıldı.
7. Vikipedi. Europa Clipper. Es.wikipedia.org adresinden kurtarıldı.