Europa (astronomia)
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| Scoperta |
7 gennaio 1610 | |
| Scopritori |
Galileo Galilei Simon Marius |
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(epoca di riferimento: J2000)
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| Semiasse maggiore | 671.034 km | |
| Perijovio | 664.700 km | |
| Apojovio | 677.300 km | |
| Circonf. orbitale | 4.216.100 km | |
| Periodo orbitale | 3,551181041 giorni (3gg. 13h 13' 42") |
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| Periodo sinodico | 87,96935 giorni (0,240847 anni) |
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| Velocità orbitale |
13 613 m/s (min)
13 741 m/s (media)
13 871 m/s (max)
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| Inclinazione sull'eclittica |
1,79° | |
| Inclinazione rispetto all'equat. di Giove |
0,47° | |
| Eccentricità | 0,0094 | |
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| Dimensioni | 3121,6 km | |
| Superficie | 3,1 × 1013 m² | |
| Volume | 1,593 × 1019 m³ | |
| Massa |
4,80 × 1022 kg
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| Densità | 3,014 × 103 kg/m³ | |
| Acceleraz. di gravità in superficie |
1,314 m/s² (0,134 g) |
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| Velocità di fuga | 2 025 m/s | |
| Periodo di rotazione | rotazione sincrona | |
| Inclinazione assiale | 0° | |
| Temperatura superficiale |
~50 K (min)
103 K (media)
125 K (max)
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| Pressione atm. | 1 µPa | |
| Albedo | 0,67 | |
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| Magnitudine apparente da Terra |
5,3 (media)
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| Magnitudine apparente da Giove |
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| Magnitudine app. | ||
| Diametro apparente da Terra |
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| Diametro apparente da Giove |
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| Parallasse | ||
| Moto proprio | ||
| Velocità radiale | ||
Europa è il quarto satellite naturale del pianeta Giove per dimensioni, ed uno dei più massicci dell'intero sistema solare. Venne scoperto da Galileo Galilei il 7 gennaio 1610 assieme ad Io, Ganimede e Callisto, da allora comunemente noti con l'appellativo di satelliti galileiani.
Il suo nome deriva da quello di Europa, una delle tante amanti di Zeus secondo la mitologia greca. Lo stesso personaggio ha dato origine anche al nome del continente europeo.
In gran parte della prima letteratura astronomica, ci si riferiva ad Europa ricorrendo semplicemente alla sua designazione numerica romana come Giove II, o come "secondo satellite di Giove" (in ordine di distanza crescente dal pianeta, escludendo i satelliti minori più interni, ndr).
Indice |
[modifica] Etimologia
Europa prende il suo nome da Europa, figlia di Agenore, Re della città Fenicia di Tiro, ora in Libano, e sorella di Cadmo, fondatore di Tebe, Grecia. Nonostante il nome "Europa" sia stato suggerito da Simon Marius poco dopo la sua scoperta, tale nome perse importanza per un lungo periodo (come la persero i nomi degli altri Satelliti medicei), e non fu ripristinato nell'uso comune fino alla metà del XX Secolo. In molta della più recente letteratura astronomica ci si riferisce ad essa designandola con il nome di Giove II o come al "secondo satellite di Giove". La scoperta di Amaltea nel 1892, più vicina degli altri altri satelliti conosciuti di Giove, mise Europa nella terza posizione. Le sonde Voyager scoprirono altri tre satelliti più interni nel 1979, e da allora Europa è considerato il sesto satellite di Giove, anche se qualche volta ci si riferisce ad essa come Giove II.
[modifica] Cenni storici
[modifica] Osservazione da Terra
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Per approfondire, vedi la voce Osservazione di Europa. |
[modifica] Parametri orbitali
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Per approfondire, vedi la voce Parametri orbitali di Europa. |
Europa orbita attorno a Giove con un periodo di circa tre giorni e mezzo; il semiasse maggiore dell'orbita è pari a 670 900 km. L'orbita è praticamente circolare (eccentricità: 0,0094).
Come tutti i Satelliti medicei, Europa è in rotazione sincrona con Giove, con un emisfero del satellite costantemente rivolto verso il pianeta. A causa della sua leggera eccentricità dell'orbita, mantenuta dai disturbi generati dagli altri satelliti Medicei, la sua distanza da Giove oscilla attorno ad un valore medio. Europa è forzata ad assumere una forma leggermente allungata verso Giove in risposta alla forza gravitazionale del gigante gassoso; siccome diverse parti di Europa finiscono con l'essere in diverse posizioni di questa differenza dalla sfericità in diversi momenti, la crosta si flette su e giù. Questo movimento dissipa l'energia generata dalla rotazione di Giove su Europa (Riscaldamento gravitazionale) dando alla luna una sorgente di calore ed energia, permettendo all'oceano sotto la superficie di rimanere liquido e guidando i processi idrogeologici superficiali.
[modifica] Atmosfera
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Per approfondire, vedi la voce Atmosfera di Europa. |
Osservazioni condotte nel 1994 tramite lo spettrografo di bordo del telescopio spaziale Hubble hanno rivelato la presenza di una tenue atmosfera attorno al satellite, composta di ossigeno. La pressione atmosferica al suolo è nell'ordine del micropascal. Di tutti i satelliti naturali del sistema solare, solo altri sei (Io, Ganimede, Callisto, Titano, Encelado e Tritone) possiedono un'atmosfera apprezzabile.
A differenza dell'ossigeno presente nell'atmosfera terrestre, quello di Europa non ha origine biologica; è con tutta probabilità generato dall'interazione della luce solare e di particelle cariche con la superficie ghiacciata del satellite, che porta alla produzione di vapor d'acqua. In seguito alla dissociazione in ossigeno e idrogeno, quest'ultimo sfugge con facilità all'attrazione gravitazionale del corpo e si disperde nello spazio.
[modifica] Superficie
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Per approfondire, vedi la voce Superficie di Europa. |
L'aspetto della superficie di Europa, quasi completamente liscia e priva di crateri da impatto, rende plausibile un suo costante rimodellamento, ad opera di un oceano di acqua allo stato liquido che secondo le teorie comunemente accettate dovrebbe trovarsi al di sotto dei suoi ghiacci. Le immagini inviate a Terra dalla sonda Galileo, entrata in orbita nel dicembre 1995 attorno a Giove, suggeriscono la presenza di una immensa crosta ghiacciata simile al pack dei mari polari della Terra.
La temperatura superficiale si aggira intorno ai 120 K (circa -150 °C), ma al di sotto della crosta si potrebbero raggiungere temperature ben più elevate per via del calore prodotto dall'interazione mareale con Giove. Questo fenomeno, sebbene non vistoso come quello in atto su Io, sarebbe in grado di mantenere allo stato liquido gli strati interni di Europa.
La superficie di Europa è relativamente liscia; poche colline di qualche centinaio di metri sono state osservate, anche se i rilievi topografici in posti differenti raggiungono il chilometro. Europa è uno degli oggetti più lisci nel sistema solare. I segni profondi ed incrociati sulla luna sembrano essere principalmente caratteristiche di Albedo (aree il cui colore della superficie differisce di molto dalle zone circostanti), le quali enfatizzano la topografia della bassa superficie. Ci sono pochissimi crateri da impatto su Europa poiché la sua superficie è attiva e relativamente giovane. L'albedo (riflessione di luce) di Europa dello 0,64 è una delle più alte di tutte le lune conosciute a causa della sua superficie ghiacciata. Questo sembra indicare una superficie giovane ed attiva; basandosi su stime della frequenza di bombardamento "cometario" che raggiunge Europa, la superficie ha da 20 a 180 milioni di anni circa (Le caratteristiche superficiali mostrano chiaramente una grande varietà di età).
La caratteristica più notevole della superficie di Europa è una serie di striature scure che attraversano, incrociandosi tra di loro, l'intero satellite. Un esame da vicino mostra che i bordi della crosta di Europa su ogni lato delle crepe si è mosso rispetto agli altri. Le bande più larghe sono di circa 20 km con dei bordi leggermente scuri, striature regolari, e una banda centrale di materiale più chiaro. Questo potrebbe essere stato prodotto da una serie di eruzioni vulcaniche di acqua o geyser quando la superficie di Europa si allarga scoprendo gli strati più caldi sepolti. L'effetto è simile a quello visibile nelle dorsali oceaniche terrestri. Si pensa che queste numerose fratture siano state provocate in buona parte dagli stress gravitazionali esercitati da Giove; fino a che Europa è in rotazione sincrona con Giove, e quindi mantiene sempre lo stesso orientamento verso il pianeta, i modelli degli stress dovrebbero formare una forma distinta e prevedibile. Tuttavia, solo la più giovane delle fratture su Europa si conforma al modello previsto; nelle altre fratture sembrano aver preso orientamenti sempre più diversi mano a mano che la loro età aumenta. Questo si può spiegare se la superficie di Europa ruota leggermente più veloce del suo interno, un effetto che è possibile con un oceano sottosuperficiale che separa meccanicamente la superficie della luna dal suo mantello roccioso e dagli effetti della gravità di Giove che tira la crosta ghiacciata della luna. Confronti fatti tra le foto della Voyager e della Sonda Galileo suggeriscono che la crosta di Europa ruota ad una velocità tale da fare un giro in più rispetto al suo interno ogni 10.000 anni.
Un altro tipo di formazione presente su Europa sono lenticulae circolari ed ellittiche. Molte sono cupole, alcune sono buche e diverse sono punti scuri e lisci. Altre hanno una superficie confusa o ruvida. Le cime delle cupole sembrano parti delle antiche pianure che le circondano, suggerendo che si siano formate quando le pianure sono state spinte verso l'alto. Si pensa che tali lenticulae si siano formate da intrusioni di ghiaccio più caldo attraverso quello più freddo della crosta, similmente alle camere magmatiche sulla crosta terrestre. I punti scuri e lisci potrebbero essersi formati da acqua liquida liberata quando il ghiaccio più caldo arriva in superficie; le lenticulae ruvide e confuse (chiamate regioni del "caos", per esempio la Conamara Chaos) sembrerebbero essersi formate da molti piccoli frammenti di crosta incastonati in formazioni collinose di materiale più scuro, forse come iceberg in un mare di ghiaccio.
[modifica] Nomenclatura
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Per approfondire, vedi la voce Nomenclatura di Europa. |
[modifica] Struttura interna
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Per approfondire, vedi la voce Struttura interna di Europa. |
Secondo le teorie comunemente accettate, al di sotto della crosta ghiacciata di Europa si troverebbe uno strato di acqua liquida. Se l'ipotesi venisse confermata, potrebbe trattarsi di una scoperta di enorme rilievo; sinora non sono stati infatti individuati su nessun corpo del sistema solare (ad eccezione della Terra) grandi giacimenti d'acqua allo stato liquido. Un ulteriore motivo di interesse deriva dal fatto che, secondo prove indirette, l'oceano sotterraneo potrebbe essere composto di acqua salata ed avere una temperatura prossima allo zero centigrado; si tratterebbe quindi di condizioni ambientali favorevoli allo sviluppo di forme di vita elementari, simili a quelle individuate sulla Terra nei ghiacci antartici a oltre 4 chilometri di profondità.
Ad avvalorare questa ipotesi c'è l'analisi dei dati magnetometrici rilevati dalla sonda Galileo, che ha mostrato che a una profondità compresa tra i 5 e 20 chilometri, esiste una strato di materia che conduce elettricità. Le variazioni magnetiche osservate sono possibili perché Europa orbita intorno a Giove immersa nel vasto campo magnetico del pianeta. Questo induce una corrente elettrica in uno strato conduttore prossimo alla superficie del satellite, corrente cha a sua volta genera un campo magnetico secondario.
La prova che l'attività magnetica rilevata proviene da questo campo magnetico secondario è basata sulle variazioni di polarità del campo magnetico di origine gioviana nello spazio in cui viene a trovarsi Europa nel corso del suo moto orbitale. La posizione dei poli magnetici si inverte infatti in maniera prevedibile al cambiare della posizione del satellite, come effettivamente rilevato durante il flyby del 2000 in cui la loro posizione era opposta rispetto a quella osservata nei passaggi ravvicinati del 1996 e del 1998.
I modelli attualmente in studio basati sulla presenza di un oceano salato riescono a riprodurre le variazione del campo magnetico osservate e quindi l'ipotesi che lo strato conduttore sia uno spesso strato di acqua salmastra simile a quella degli oceani terrestri è quella più plausibile, anche se la possibilità che si tratti di altro materiale conduttore come la grafite non può essere esclusa e su questo si stanno concentrando gli sviluppi della ricerca ora in corso.
[modifica] Oceano sotto la superficie
Si pensa che sotto la superficie di Europa ci sia uno strato di acqua liquida mantenuta tale dal calore generato dalle "maree" causate dall'interazione gravitazionale con Giove. La temperatura sulla superficie di Europa è di circa 110°K (-163°C) all'equatore e di solo 50°K (-223°C) ai poli, cosicché il ghiaccio superficiale è permanentemente congelato. I primi indizi di un oceano sotto la superficie vennero da considerazioni teoriche del riscaldamento gravitazionale (conseguenza dell'orbita leggermente eccentrica di Europa e della risonanza orbitale con gli altri satelliti medicei). I membri del team imaging del progetto Galileo hanno analizzato le immagini di Europa della sonda Voyager e della sonda Galileo per affermare che le caratteristiche superficiali di Europa dimostrano anche l'esistenza di un oceano sotto la superficie. L'esempio più eclatante sarebbe il terreno "caotico", una caratteristica comune sulla superficie di Europa che alcuni interpretano come una regione in cui l'oceano sotto la superficie ha sciolto la crosta ghiacciata. Questa interpretazione è estremamente controversa. La maggior parte dei geologi che hanno studiato Europa favoriscono quello che viene chiamato modello del "ghiaccio spesso", in cui l'oceano ha raramente, se non mai, direttamente interagito con la superficie. I diversi modelli per stimare lo spessore del guscio di ghiaccio danno valori tra qualche chilometro e decine di chilometri.
La prova migliore per il cossiddetto modello del "ghiaccio spesso" è uno studio dei grandi crateri di Europa. I più grandi sono circondati da cerchi concentrici e sembrano essere riempiti con ghiaccio fresco relativamente liscio; basandosi su questo e sulla quantità di calore generata dalle maree di Europa, è stato teorizzato che la crosta esterna di ghiaccio solido è spessa approssimativamente 10-30 chilometri, il che potrebbe significare che l'oceano liquido sotto potrebbe essere profondo circa 100 km.
La sonda Galileo ha anche scoperto che Europa ha un debole campo magnetico (la cui forza è di circa un quarto di quella del campo di Ganimede e simile a quello di Callisto) che varia periodicamente durante il passaggio di Europa attraverso il grande campo magnetico di Giove. Una probabile spiegazione di questo è che c'è un grande oceano di acqua salata sotto la superficie. Le prove spettrografiche suggeriscono che le strisce rosso scuro e le caratterizzazioni sulla superficie di Europa potrebbero essere ricche di sali come il solfato di magnesio, depositatosi tramite l'evaporazione dell'acqua che emerge da sotto. L'acido solforico idrato è un altra possibile spiegazione dei contaminanti osservati spettroscopicamente. In entrambi i casi, siccome questi materiali sono privi di colore o bianchi quando puri, altri elementi devono essere presenti a loro volta per contribuire al colore rossastro. Si sospettano elementi di zolfo.
[modifica] Europa e Giove
[modifica] Esplorazione di Europa
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Per approfondire, vedi la voce Esplorazione di Europa. |
Gran parte delle nostre conoscenze relative ad Europa proviene dai dati e dalle immagini inviate a Terra dalle missioni Voyager e Galileo; con il passare del tempo sono state progressivamente avanzate nuove proposte per missioni future sul satellite, gli scopi di queste missioni variavano dall'esaminare la composizione chimica di Europa, alla ricerca di vita extraterrestre nell'oceano sotto la sua superficie. Ogni missione diretta verso Europa necessita di essere protetta dagli altissimi livelli di radiazioni emessi da Giove. Risale al 2005 la cancellazione dell'ambizioso progetto NASA Jupiter Icy Moons Orbiter.
[modifica] Possibile vita Extraterrestre
E' stato ipotizzato che la vita potrebbe esistere in questo oceano sotto-ghiaccio, forse sussistendo in un ambiente simile a quello dei getti idrogeotermici dell'oceano profondo terrestre o del Lago Vostok antartico. Allo stato attuale, non ci sono prove che la vita esiste su Europa ma, a causa della probabile presenza di acqua liquida, ci sono i propositi di inviare una sonda per investigare.
Robert Pappalardo, un assistente professore all'interno del dipartimento dello spazio dell'università del Colorado, ha detto "Abbiamo impiegato molto tempo e sforzi per cercare di capire se Marte avesse avuto in passato un ambiente abitabile. Europa oggi, probabilmente, è un ambiente abitabile. Dobbiamo confermarlo.. ma Europa, potenzialmente, ha tutti gli ingredienti per la vita... e non solo 4 miliardi di anni fa... ma oggi". Tuttavia, i recenti tagli al budget hanno impedito alle missioni proposte di ricercare la vita sul satellite.
[modifica] Progetti di sonde spaziali e loro cancellazioni
Il progetto per l'estremamente ambizioso Jupiter Icy Moons Orbiter (letteralmente "Satellite orbitante attorno alle lune ghiacciate di Giove") fu cancellato nel 2005. Il budget della NASA del 2006 include una richiesta del Congresso che implora la NASA di finanziare che orbiti Europa. Una tale missione sarebbe in grado di confermare l'esistenza dell'oceano sottosuperficiale usando misure sulla gravità e sull'altimetria, delucidare l'origine delle caratteristiche della superficie fotografando molta della stessa ad alta risoluzione, constatare la composizione chimica dei materiali superficiali usando spettroscopi e sondare l'acqua liquida sottosuperficiale utilizzando un radar in grado di penetrare il ghiaccio. La missione potrebbe anche portare un piccolo lander per determinare direttamente la composizione chimica della superficie e per misurare onde sismiche, dalle quali il livello di attività e di spessore del ghiaccio potrebbe essere determinato. Tuttavia, al presente, è tutto meno che certo che la NASA finanzi questa missione, poiché tale finanziamento non è incluso nel piano di budget del 2007.
Lo scienziato planetario Ronald Greeley ha detto sulla missione di Europa
"Disapprovo il fatto che, dopo tante false partenze nell'ultimo decennio, sembra che una missione per Europa slitti ancora. La comunità planetaria rimane essenzialmente unanime nel mettere Europa al primo posto come priorità nelle missioni verso il sistema solare esterno".
Inoltre, il direttore della NASA Mike Griffin ha detto ciò che segue sullo Jupiter Icy Moons Orbiter:
"Non era una missione, dal mio punto di vista, ben formulata. Una missione scientifica verso Europa è estremamente interessante su di una base scientifica. Rimane una priorità, e potrete aspettarvi, durante il prossimo anno o giù di li, o anche prima, per una proposta di missione verso Europa come parte della nostra linea scientifica. Ma noi non -- non, ripeto, non -- favoriremo un sistema propulsivo nucleare per raggiungere lo scopo".
Un'altra possibile missione, conosciuta come missione "Ice Clipper" (letteralmente "taglia ghiaccio"), utilizzerebbe una sonda a impatto simile a quello della missione Deep Impact --si schianterebbe in modo controllato sulla superficie di Europa, generando una nube di detriti che sarebbe poi raccolta da una piccola astronave che vi volerebbe attraverso. Senza il bisogno di un atterraggio e successivo decollo della nave da un'orbita attorno a Giove o Europa, questa sarebbe una delle missioni meno costose, poiché la quantità di carburante necessaria sarebbe ridotta.
Idee più ambiziose sono state proposte per un lander capace di trovare le prove dell'esistenza della vita che potrebbe essere congelata nell'alta superficie, o anche per esplorare direttamente il possibile oceano sotto il ghiaccio di Europa. Una proposta vorrebbe utilizzare una grande "Melt Probe" (letteralmente "Sonda per Fondere") nucleare (Cryobot) che attraverserebbe la superficie sciogliendo il ghiaccio finché non arriva all'oceano sotto. La Società Planetaria dice che scavare un pozzo fino a sotto la superficie sarebbe un obiettivo primario, e provvederebbe alla protezione dalle radiazioni. Una volta raggiunta l'acqua, la sonda rilascierebbe un veicolo sottomarino autonomo (hydrobot), che raccoglierebbe le informazioni per poi trasmetterle alla Terra. Entrambi il cryobot e l'hydrobot dovrebbero attraversare un'estrema sterilizzazione per evitare che la sonda rilevi organismi terrestri anziché l'eventuale vita nativa e per evitare una contaminazione dell'oceano sottosuperficiale. Questa missione proposta non ha ancora raggiunto una sessione di progettazione seria.
Anche se il Congresso Americano, la National Academy of Sciences, e il consiglio della NASA hanno tutti supportato una missione verso Europa, il finanziamento risulta ancora bloccato. La Società Planetaria prevede di creare la "International Europa Task Force" per convincere la NASA e le altre agenzie spaziali a finanziare una missione verso Europa. Altre persone, come il Congressista John Culberson, hanno anche provato ad andare contro i tagli del budget della NASA.
La "Solar System Exploration Roadmap" (Mappa di Esplorazione del Sistema Solare) pubblicata per la NASA dall'Associazione Universitaria per la Ricerca Spaziale americana nel 2006 ha messo in cima alla sua lista l'esplorazione di Europa, e ha suggerito che la progettazione di una missione "nave ammiraglia" cominci nel 2008 con la speranza di essere lanciata nel 2015.
[modifica] Vita su Europa
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Per approfondire, vedi la voce Vita su Europa. |
[modifica] Voci correlate
- Formazione di Europa
- Europa nella fantascienza
- Lista dei crateri di Europa
- Lista delle strutture superficiali di Europa
[modifica] Collegamenti esterni
- (EN) http://science.nasa.gov/newhome/headlines/ast02feb99%5F1.htm (sulla presenza di acqua liquida)
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