Características da Europa (satélite), composição, órbita, movimento

Europa É um satélite natural ou a lua de Júpiter, descoberta em 1610 pelo astrônomo italiano Galileo Galilei (1564-1642). Faz parte das Luas Galilanas de So So. Seu nome vem de um personagem da mitologia grega: a Europa era a mãe do rei Minos de Creta, um dos numerosos amantes do rei dos deuses.

O astrônomo alemão Simon Marius, contemporâneo de Galileu, sugeriu o nome em uma obra dele, na qual a descoberta dos satélites jovinos também foi atribuída antes que Galileu o anunciasse.

figura 1. Imagem colorida natural da Europa tirada pela missão Galileu, as linhas provavelmente são fraturas na casca com rochas expostas. Fonte: Wikimedia Commons. Domínio da NASA/JPL/DLR/pub

Outra designação usada para este satélite e atualmente em desuso é a que Galileu propôs originalmente, com algarismos romanos. Assim, a Europa também é Júpiter II, uma vez que é a segunda lua galiliana na proximidade do planeta (Io é o mais próximo, mas há quatro outras luas menores). 

Finalmente os astrônomos se curvaram com a sugestão de Marius, que poderia ter descoberto satélites independentemente do Galileu.

A descoberta das luas galilinas que orbitam em torno de Júpiter foi um marco para a ciência. Fortaleceu a teoria heliocêntrica de Copérnico e fez a humanidade perceber que a terra não era o centro do universo.

No entanto, as luas galilinas permaneceram por um longo tempo como pequenos pontos de luz, vistos com o telescópio que orbita em torno de Júpiter.

Isso foi até que o pioneiro das missões não tripuladas, a Voyager, o Galileu e os New Horizons trouxeram uma avalanche de informações sobre a Europa e os satélites restantes dos planetas gigantes.

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Características gerais

Possível habitabilidade

A Europa, pouco menor que a lua, tem um oceano a água sob a superfície e é protegido do vento solar pelo campo magnético joviano, o que lhe dá certas perspectivas de habitabilidade.

Figura 2. Tamanho comparativo da Europa, até a esquerda, com a terra e a lua. Fonte: Wikimedia Commons. Apollo 17 Imagem do The Whoe Earth: NasateLescópica Imagem da Lua Cheia: Gregory H. Reversão da Europa: domínio da NASA / JPL / Pub

Acrescenta -se que a Europa pode ter atividade tectônica. E, além da terra, até agora não havia outro objeto celestial com geologia complexa.

Atmosfera

Ele também tem atmosfera, escura, mas com oxigênio e sua densidade, embora não tão alta quanto a terra, sugere que em sua composição há uma boa quantidade de rocha.

Superfície

A superfície do gelo é muito lisa, pouco franzida pelas linhas mostradas na Figura 1. 

Essas linhas possivelmente refletem tensões na crosta gelada de 100-150 km de espessura que cobre a Europa e expõe a rocha subjacente, sob a qual há água líquida. 

Há calor suficiente dentro da Europa para manter este oceano, devido a Aquecimento da maré. 

É comum pensar nas marés como fenômenos das massas oceânicas, mas a atração gravitacional não apenas desloca a água, mas também a rocha. E esses processos carregam atrito que se dissipa no calor da energia do movimento orbital.

Sem campo magnético

Através das medidas do campo magnético feito por missões não tripuladas, sabe -se que a Europa não possui seu próprio campo magnético. Mas eles também detectaram a existência de um núcleo de ferro e uma camada de água rica em conteúdo mineral sob o córtex. 

Essas medidas indicam que a bússola de um viajante que chegou à Europa sofreria uma influência louca, especialmente quando a abordagem de Júpiter é máxima. E é que o intenso campo magnético joviano interage com o material condutor do subsolo, causando tais flutuações.

Pode atendê -lo: equação de continuidade

O Albedo de Europa

Sabe -se que a Europa tem uma superfície congelada e desengordurada, não apenas pelas informações obtidas por meio de imagens, mas pelas medidas feitas para seu Albedo. 

O albedo de qualquer objeto -anômico ou de outra natureza -é a fração da luz que reflete. É por isso que seu valor varia entre 0 e 1. 

Se o albedo vale 0, significa que o objeto absorve toda a luz sem refletir nada, pelo contrário, se vale a pena.

Os espelhos são objetos com um grande albedo e o da Europa é 0.69. Isso significa que reflete aproximadamente 69 % da luz que atinge sua superfície, um indicativo de que o gelo que o cobre é limpo e recente. 

Portanto, a superfície da Europa é relativamente jovem, estimada em cerca de 10 milhões de anos. As superfícies de gelo antigas tendem a ser muito escuras e ter menos albedo.

Outro fato a favor é que a superfície da Europa mal afetou as crateras, o que sugere atividade geológica suficiente para apagar a evidência de impactos. 

Uma dessas poucas crateras aparece na parte inferior da Figura 1. É o ponto de luz na forma de uma toupeira com um centro escuro, chamado Cratera Pwyll, em homenagem à divindade celta do submundo.

Resumo das principais características físicas da Europa

Movimento de tradução

A Europa se move em torno de Júpiter com um período de pouco mais de 3 dias e meio, seguindo uma órbita bastante circular.

Uma peculiaridade no movimento translacional da Europa é que ele está em rotação síncrona com Júpiter. Portanto, sempre mostra o mesmo rosto para o planeta, assim como a lua faz isso com a terra. Este fenômeno também é conhecido como Marea acoplamento.

Figura 3. A Europa sempre mostra o mesmo rosto para Júpiter, graças à rotação síncrona. Fonte: NASA.

O acoplamento Marea é caracterizado porque o objeto leva o mesmo tempo para orbitar em torno do mais massivo -shupiter neste caso -do que dar uma volta completa sobre seu próprio eixo.

A explicação é que os corpos celestes não são massas específicas, mas objetos com dimensões apreciáveis. Portanto, a força da gravidade que Júpiter exerce em seus satélites não é homogênea, sendo mais intensa do lado mais próximo e menos intenso do lado mais distante.

Assim, uma distorção periódica se origina na Europa, que também é afetada pela força da gravidade que as outras luas galilinas próximas exercem.

O resultado é uma amplificação de forças gravitacionais em um fenômeno que é conhecido como Ressonância orbital, Desde que as outras luas puxam gravitacionalmente da Europa em intervalos de tempo precisos.

Ressonância de Laplace

E é claro que a Europa faz o mesmo com as outras luas, criando uma espécie de harmonia entre todos.

Os efeitos gravitacionais mútuos das luas da Galileia são chamados Ressonância de Laplace, Em homenagem a seu descobridor, o matemático e astrônomo francês Pierre Simon de Laplace em 1805.

Existem vários tipos de ressonância na física. Esta é uma ressonância incomum na qual os períodos de revolução das três luas estão em relação 1: 2: 4. Qualquer força exercida em qualquer um dos membros deste sistema é transmitida a outros, por meio da interação gravitacional.

Pode servir: espectro eletromagnético: características, bandas, aplicaçõesFigura 4. Animação de ressonância orbital entre satélites galilanos. Fonte: Wikimedia Commons. Usuário: Matma Rex / Domínio Público.

Portanto, as forças das marés tornam toda a Europa sujeita a alongamentos e compressões que originam o aquecimento descrito acima. E também faz com que a Europa tenha um oceano de água líquido dentro.

Movimento rotatório

A Europa tem um movimento de rotação em torno de seu próprio eixo, que, como dissemos, tem a mesma duração que o período orbital, graças ao apego das marés que tem com Júpiter.

Composição

Na Europa, os mesmos elementos estão presentes que na terra. Na atmosfera, há oxigênio, ferro e silicatos estão no núcleo, enquanto a água, a substância mais impressionante, ocupa a camada sob a casca.

A água sob a Europa é rica em sais minerais, como cloreto de sódio ou sal comum. A presença de sulfato de magnésio e ácido sulfúrico pode explicar parcialmente as linhas avermelhadas que atravessam a superfície do satélite.

Também acredita -se que na Europa existe Tholins, compostos orgânicos formados graças à radiação ultravioleta.

Tholins é frequente em mundos congelados como Europa e Titã, Lua de Saturno. Para se formarem, carbono, nitrogênio e água são necessários.

Estrutura interna

A estrutura interna da Europa é semelhante à da terra, pois tem um núcleo, um manto e uma crosta. Sua densidade, juntamente com a de IO.

Figura 5. Estrutura interna das quatro luas da Galileia, de acordo com modelos teóricos. Fonte: Kutner, M. Astronomia: uma perspectiva física.

O núcleo da Europa não é metal fundido (em oposição a IO), o que sugere que a água sob a crosta tem alto teor mineral, uma vez que o magnetismo da Europa vem da interação entre um bom condutor como água com sais com sais e o intenso campo magnético de Júpiter.

No manto da rocha, abundam os elementos radioativos, que, ao em decompor, emitem energia e constituem outra fonte de calor interno para a Europa, além do aquecimento das marés.

A camada de água mais externa, parcialmente congelada e parcialmente líquida, é estimada a 100 km de espessura em algumas áreas, embora outros afirmem que é de apenas 200 m.

De qualquer forma, os especialistas concordam que a quantidade de água líquida na Europa pode tornar o dobro do que existe na terra.

Acredita -se também que há lagos nas rachaduras do córtex de gelo, como sugerido na Figura 6, que também pode abrigar a vida. 

A superfície gelada recebe a interação contínua com as partículas carregadas enviadas dos cintos de radiação joviana. O forte magnetismo de Júpiter acelera as cargas elétricas e os energiza. Assim, as partículas atingem o gelo da superfície e fragmentam as moléculas de água.

No processo, muita energia é liberada, o suficiente para formar as nuvens de gás brilhantes na Europa que observavam em seu caminho a sonda Cassini, enquanto se dirigia em direção a Saturno.

Figura 6. Estrutura interna da Europa de acordo com os modelos criados com as informações disponíveis. Fonte: Wikimedia Commons.

geologia

Missões não tripuladas contribuíram com muitas informações sobre a Europa, não apenas na multidão de imagens de alta resolução que eles enviaram da superfície, mas também por causa dos efeitos gravitacionais da Europa nos navios.

As imagens revelam uma superfície amarela muito clara, sem relevos notáveis, como montanhas altas ou crateras notáveis, ao contrário de outros satélites galilanos.

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Mas o que mais atrai a atenção é a estrutura de linhas sinuosas que se cruzam continuamente e que vemos claramente na Figura 1.

Os cientistas acreditam que essas linhas têm sua origem em profundas fissuras no gelo. Visões mais de perto, as linhas têm uma borda escura com uma faixa central mais clara que se acredita ser um produto de grandes piscinas. 

Figura 7. Os gêiseres da Europa, vistos por Hubble. Fonte: NASA.

Essas colunas de alto vapor (penas) de vários quilômetros de altura são compostas de água mais quente que surge do interior através de fraturas, conforme relatado pelas observações do Telescópio Espacial Hubble.

Algumas análises revelam os traços deixados pela água com grande conteúdo mineral e subsequentemente evaporados.

É possível que, sob o córtex da Europa, haja processos de subducção, como são dados na Terra, nos quais as placas tectônicas convergem nas bordas, movendo alguns em relação aos outros nas áreas de subducção assim chamadas.

Mas, diferentemente da terra, as placas são de gelo que se movem no oceano líquido, em vez de fazê -lo no magma, como é o caso na terra.

Possível habitabilidade da Europa

Muitos especialistas estão convencidos de que os oceanos da Europa podem conter a vida microbiana, pois são ricos em oxigênio. Além disso, a Europa tem atmosfera, embora escura, mas com a presença de oxigênio, um elemento necessário para sustentar a vida.

Outra opção para abrigar a vida é os lagos encapsulados no córtex de gelo. No momento em que são suposições e há muito mais evidências para confirmá -las.

Algumas evidências ainda são adicionadas para fortalecer essa hipótese, por exemplo, a presença de minerais de argila no córtex, que estão associados à matéria orgânica na terra. 

E outra substância importante que, de acordo com novas descobertas, é encontrada na superfície da Europa é o cloreto de sódio ou o sal comum. Os cientistas provaram que o sal de mesa, sob as condições prevalecentes na Europa, adquire a cor amarela pálida, que é apreciada na superfície do satélite.

Se esse sal vier dos oceanos da Europa, significa que eles possivelmente mantêm a semelhança com a terra e com ela a possibilidade de vida doméstica. 

Essas descobertas não implica necessariamente que haja vida na Europa, mas, se confirmada, o satélite tem condições suficientes para seu desenvolvimento.

Já existe uma missão da NASA chamada Europe Clipper, que está atualmente em desenvolvimento e pode ser lançada nos próximos anos. 

Entre seus objetivos estão o estudo da superfície da Europa, a geologia do satélite e sua composição química, bem como a confirmação da existência do oceano sob o córtex. Teremos que esperar um pouco mais para saber.

Referências

1. BBC. Por que a Europa, a lua gelada de Júpiter, é o melhor candidato a encontrar a vida extraterrestre no sistema solar?. Recuperado de: BBC.com.
2. Eales, s. 2009. Planetas e sistemas planetários. Wiley-Blackwell.
3. Kutner, m. 2003. Astronomia: uma perspectiva física. Cambridge University Press.
4. Pasachoff, J. 2007. The Cosmos: Astronomia no novo milênio. Terceira edição. Thomson-Brooks/Cole.
5. Sementes, m. 2011.O sistema solar. Sétima edição. Cengage Learning.
6. Wikipedia. Europa (lua). Recuperado de: em.Wikipedia.org.
7. Wikipedia. Europa Clipper. Recuperado de: é.Wikipedia.org.