Europa: ข้อเท็จจริงเกี่ยวกับ Icy Moon ของดาวพฤหัสบดีและมหาสมุทร

Europa: มุมมองสีทั่วโลกที่มีความละเอียดสูงสุด

รูปแบบที่ซับซ้อนและสวยงามประดับประดาพื้นผิวน้ำแข็งของดวงจันทร์ยูโรปาของดาวพฤหัสบดีดังที่เห็นในภาพสีนี้ซึ่งมีจุดมุ่งหมายเพื่อประมาณว่าดาวเทียมจะปรากฏต่อสายตามนุษย์อย่างไร ข้อมูลที่ใช้สร้างมุมมองนี้ได้มาโดยยานอวกาศกาลิเลโอของนาซ่าในปี 2538 และ 2541 (เครดิตรูปภาพ: NASA/JPL/Ted Stryk)





ยูโรปาเป็นหนึ่งในดวงจันทร์ของกาลิลีของดาวพฤหัสบดี พร้อมด้วยไอโอ แกนีมีด และคัลลิสโต นักดาราศาสตร์กาลิเลโอ กาลิเลอีได้รับเครดิตในการค้นพบดวงจันทร์เหล่านี้ ซึ่งนับว่ามีขนาดใหญ่ที่สุดในระบบสุริยะ ยูโรปาเป็นดาวเทียมที่เล็กที่สุดในสี่ดวง แต่เป็นหนึ่งในดาวเทียมที่น่าสนใจกว่า

พื้นผิวของยูโรปากลายเป็นน้ำแข็ง ปกคลุมด้วยชั้นน้ำแข็ง แต่นักวิทยาศาสตร์คิดว่ามีมหาสมุทรอยู่ใต้พื้นผิว พื้นผิวน้ำแข็งยังทำให้ดวงจันทร์เป็นดวงที่สะท้อนแสงมากที่สุดแห่งหนึ่งในระบบสุริยะ

นักวิจัยที่ใช้กล้องโทรทรรศน์อวกาศฮับเบิลค้นพบว่าอาจมีน้ำพุ่งออกมาจากบริเวณขั้วโลกใต้ของยูโรปาในปี 2555 ทีมวิจัยอีกทีมหนึ่ง หลังจากพยายามยืนยันข้อสังเกตซ้ำแล้วซ้ำเล่า ก็พบว่ามีปริมาณเพิ่มขึ้นอย่างเห็นได้ชัดในปี 2014 และ 2016 นักวิจัยเตือนว่าขนนกยังไม่ได้รับการยืนยันอย่างสมบูรณ์ แต่พวกเขาให้ข้อเสนอแนะว่ามีน้ำในมหาสมุทรของ Europa ที่พุ่งขึ้นสู่ผิวน้ำ



ยานอวกาศหลายลำได้ทำการบินผ่านยูโรปา (รวมถึง Pioneers 10 และ 11 และ Voyagers 1 และ 2 ในปี 1970) ยานอวกาศกาลิเลโอทำภารกิจระยะยาวที่ดาวพฤหัสบดีและดวงจันทร์ระหว่างปี 2538 ถึง 2546 ทั้ง NASA และ European Space Agency วางแผนภารกิจไปยังยุโรปและดวงจันทร์อื่น ๆ ที่จะออกจากโลกในปี 2020

ข้อเท็จจริงเกี่ยวกับยูโรปา

อายุ : ยูโรปามีอายุประมาณ 4.5 พันล้านปี อายุใกล้เคียงกับดาวพฤหัสบดี

ระยะห่างจากดวงอาทิตย์ : โดยเฉลี่ยแล้ว ระยะทางของยูโรปาจากดวงอาทิตย์อยู่ที่ 485 ล้านไมล์ (หรือ 780 ล้านกิโลเมตร)



ระยะทางจากดาวพฤหัสบดี : ยูโรปาเป็นที่หกของดาวพฤหัสบดี ดาวเทียม . ระยะทางโคจรจากดาวพฤหัสบดีคือ 414,000 ไมล์ (670,900 กม.) ยูโรปาใช้เวลาสามวันครึ่งโลกในการโคจรรอบดาวพฤหัสบดี ยูโรปาถูกล็อคด้วยกระแสน้ำ ดังนั้นด้านเดียวกันหันเข้าหาดาวพฤหัสบดีตลอดเวลา

ขนาด : ยูโรปามีเส้นผ่านศูนย์กลาง 1,900 ไมล์ (3,100 กม.) ทำให้มีขนาดเล็กกว่า ดวงจันทร์ของโลก แต่ใหญ่กว่า พลูโต . เป็นดวงจันทร์ที่เล็กที่สุดของกาลิลี

อุณหภูมิ : อุณหภูมิพื้นผิวของยูโรปาที่เส้นศูนย์สูตรไม่เคยสูงกว่าลบ 260 องศาฟาเรนไฮต์ (ลบ 160 องศาเซลเซียส) ที่ขั้วโลกของดวงจันทร์ อุณหภูมิไม่เคยสูงกว่าลบ 370 F (ลบ 220 C)



รายชื่อภารกิจไปยัง Europa

  • Pioneer 10 (1973 บินผ่านระบบดาวพฤหัสบดี) สิ่งนี้ผ่านพ้นไปจากยูโรปาไกลเกินไปที่จะได้ภาพที่มีรายละเอียด แต่ภารกิจได้สังเกตการเปลี่ยนแปลงบางอย่างในอัลเบโด (ความสว่าง) บนพื้นผิวของดวงจันทร์
  • Pioneer 11 (1974 บินผ่านระบบดาวพฤหัสบดี) ยานอวกาศลำดังกล่าวบินผ่านยูโรปาโดยอยู่ห่างออกไปเกือบ 375,000 ไมล์ (600,000 กม.) ทำให้มองเห็นความแปรผันบางอย่างบนพื้นผิวเท่านั้น
  • ยานโวเอเจอร์ 1 (1979 บินผ่านระบบดาวพฤหัสบดี) บินผ่านยูโรปาอันไกลโพ้น และยังให้ข้อมูลเชิงลึกเกี่ยวกับความโน้มถ่วงของดวงจันทร์หนึ่งดวงในระบบของดาวพฤหัสบดีที่มีอิทธิพลต่อแรงโน้มถ่วงของดวงอื่นๆ อย่างไร ตัวอย่างเช่น ภูเขาไฟของ Io ถูกสืบเนื่องมาจากปฏิสัมพันธ์ของ Io กับดวงจันทร์ เช่นเดียวกับดาวพฤหัสขนาดมหึมา
  • ยานโวเอเจอร์ 2 (1979 บินผ่านระบบดาวพฤหัสบดี) การค้นพบที่สำคัญอย่างหนึ่งของมันคือการยืนยันแถบสีน้ำตาลทั่วพื้นผิวของยูโรปา บ่งบอกถึงรอยแตกในพื้นผิวน้ำแข็ง
  • กาลิเลโอ (โคจรรอบดาวพฤหัสบดีระหว่าง พ.ศ. 2538-2546) การค้นพบที่มีชื่อเสียงที่สุดที่ยุโรปคือการค้นพบหลักฐานที่ชัดเจนของมหาสมุทรใต้เปลือกน้ำแข็งที่พื้นผิวดวงจันทร์
  • Europa Clipper (เสนอสำหรับปี 2020) จะบินโดยยูโรปาหลายสิบครั้ง เป้าหมายหลักประการหนึ่งคือการค้นหาหลักฐานของขนนกที่นักวิจัยฮับเบิลเห็นหลายครั้ง
  • JUpiter Icy Moons Explorer (JUICE) (เสนอสำหรับปี 2020) จะมองหาโมเลกุล เช่น โมเลกุลอินทรีย์ที่เกี่ยวข้องกับกระบวนการให้ชีวิต (สารอินทรีย์มีอยู่ทั่วไปในระบบสุริยะ แต่ตัวโมเลกุลเองไม่ได้บ่งบอกถึงชีวิตเสมอไป)

การแปลข้อความสำคัญของกาลิเลโอ กาลิเลอี

การแปลข้อความสำคัญในบันทึกของกาลิเลโอ กาลิเลอี ซึ่งมีรายละเอียดการค้นพบดวงจันทร์สี่ดวงที่โคจรรอบดาวพฤหัสบดี กาลิเลโอสร้างภาพสเก็ตช์เหล่านี้หลังจากค้นพบดวงจันทร์สี่ดวงที่โคจรรอบดาวพฤหัสบดีในเดือนมกราคม ค.ศ. 1610 ดวงจันทร์ซึ่งต่อมามีชื่อว่าไอโอ ยูโรปา คัลลิสโต และแกนีมีด ถูกค้นพบครั้งแรกนอกโลก(เครดิตภาพ: นาซ่า)

การค้นพบ

กาลิเลโอ กาลิเลอี ค้นพบยูโรปาเมื่อวันที่ 8 มกราคม ค.ศ. 1610 เป็นไปได้ว่านักดาราศาสตร์ชาวเยอรมันชื่อ Simon Marius (1573-1624) ก็ค้นพบดวงจันทร์ในเวลาเดียวกัน อย่างไรก็ตาม เขาไม่ได้ตีพิมพ์ข้อสังเกตของเขา กาลิเลโอจึงเป็นผู้ให้เครดิตกับการค้นพบนี้บ่อยที่สุด ด้วยเหตุนี้ ดวงจันทร์ที่ใหญ่ที่สุดอีกสามดวงของยูโรปาและดาวพฤหัสบดีจึงมักถูกเรียกว่าดวงจันทร์กาลิเลียน อย่างไรก็ตาม กาลิเลโอเรียกดวงจันทร์ว่าดาวเคราะห์เมดิเซียนเพื่อเป็นเกียรติแก่เมดิชิ ตระกูล . [ ภาพถ่าย: Europa, Icy Moon ลึกลับของดาวพฤหัสบดี ]

เป็นไปได้ว่ากาลิเลโอได้สำรวจ Europa ก่อนหน้านั้นในวันที่ 7 มกราคม ค.ศ. 1610 อย่างไรก็ตาม เนื่องจากเขาใช้กล้องโทรทรรศน์พลังงานต่ำ เขาจึงไม่สามารถแยกยูโรปาออกจากไอโอ ซึ่งเป็นดวงจันทร์อีกดวงหนึ่งของดาวพฤหัสบดีได้ จนกระทั่งต่อมากาลิเลโอก็ตระหนักว่าพวกเขาเป็นสองร่างที่แยกจากกัน

การค้นพบนี้ไม่เพียงแต่มีผลทางดาราศาสตร์เท่านั้น แต่ยังรวมถึงนัยทางศาสนาด้วย ในเวลานั้น คริสตจักรคาทอลิกสนับสนุนแนวคิดที่ว่าทุกสิ่งโคจรรอบโลก ซึ่งเป็นแนวคิดที่สนับสนุนในสมัยโบราณโดยอริสโตเติลและปโตเลมี การสังเกตดวงจันทร์ของดาวพฤหัสบดีของกาลิเลโอ รวมถึงการสังเกตว่าดาวศุกร์ผ่าน 'เฟส' ที่คล้ายกับดวงจันทร์ของเรา ให้หลักฐานที่น่าสนใจว่าไม่ใช่ทุกสิ่งที่โคจรรอบโลก

เมื่อการสังเกตด้วยกล้องโทรทรรศน์ดีขึ้น มุมมองใหม่ของจักรวาลก็ปรากฏขึ้น ดวงจันทร์และดาวเคราะห์ไม่เปลี่ยนแปลงและสมบูรณ์แบบ ตัวอย่างเช่น ภูเขาที่เห็นบนดวงจันทร์แสดงให้เห็นว่ากระบวนการทางธรณีวิทยาเกิดขึ้นที่อื่น นอกจากนี้ ดาวเคราะห์ทุกดวงโคจรรอบดวงอาทิตย์ด้วย เมื่อเวลาผ่านไป ดวงจันทร์รอบดาวเคราะห์ดวงอื่นถูกค้นพบ — และพบดวงจันทร์เพิ่มเติมรอบๆ ดาวพฤหัสบดี

Marius 'ผู้ค้นพบ' อีกคนเสนอว่าดวงจันทร์ทั้งสี่ดวงได้รับชื่อปัจจุบันจากตำนานเทพเจ้ากรีก แต่จนถึงศตวรรษที่ 19 ดวงจันทร์ได้รับชื่ออย่างเป็นทางการว่ากาลิลีที่เรารู้จักจนถึงทุกวันนี้ ดวงจันทร์ทุกดวงของดาวพฤหัสบดีได้รับการตั้งชื่อตามคู่รักของพระเจ้า (หรือเหยื่อ ขึ้นอยู่กับมุมมองของคุณ) ในตำนานเทพเจ้ากรีก Europa ถูกลักพาตัวโดย Zeus (คู่หูของเทพเจ้าโรมันจูปิเตอร์) ซึ่งได้ใช้รูปแบบของกระทิงขาวไร้ที่ติเพื่อเกลี้ยกล่อมเธอ เธอประดับ 'กระทิง' ด้วยดอกไม้และขี่หลังของมันไปยังเกาะครีต เมื่ออยู่ในเกาะครีต Zeus กลับเป็นร่างเดิมและเกลี้ยกล่อมเธอ ยูโรปาเป็นราชินีแห่งเกาะครีตและให้กำเนิดบุตรของซุสหลายคน

ภาพเหล่านี้แสดงซีกโลกตามหลังของดาวพฤหัสบดี

ภาพเหล่านี้แสดงซีกโลกตามหลังของดวงจันทร์ยูโรปาของดาวพฤหัสบดีที่ถ่ายโดยยานอวกาศกาลิเลโอในระยะทางประมาณ 677,000 กม. ภาพด้านซ้ายแสดง Europa ด้วยสีที่แท้จริงโดยประมาณ และภาพด้านขวาแสดง Europa ด้วยสีที่ได้รับการปรับปรุงเพื่อเน้นรายละเอียด จุดสว่างที่ด้านขวาล่างของจานคือปากปล่องภูเขาไฟ Pwyll ที่มีเส้นผ่านศูนย์กลาง 45 กม.(เครดิตรูปภาพ: NSSDC Photo Gallery)

ลักษณะของยุโรป

คุณลักษณะที่โดดเด่นของ Europa คือการสะท้อนแสงในระดับสูง เปลือกน้ำแข็งของยูโรปาให้ค่าการสะท้อนแสงแบบอัลเบโดที่ 0.64 ซึ่งเป็นหนึ่งในดวงจันทร์ที่สูงที่สุดในระบบสุริยะทั้งหมด

นักวิทยาศาสตร์ประเมินว่าพื้นผิวของยูโรปามีอายุประมาณ 20 ถึง 180 ล้านปี ซึ่งทำให้ค่อนข้างเล็ก

รูปภาพและข้อมูลจากยานอวกาศกาลิเลโอแนะนำว่ายูโรปาทำจากหินซิลิเกต และมีแกนเหล็กและชั้นหินเหมือนกับโลก ต่างจากภายในของโลก แต่ภายในที่เป็นหินของ Europa นั้นล้อมรอบด้วย a ชั้นน้ำและ/หรือน้ำแข็ง ที่มีความหนาระหว่าง 50 ถึง 105 ไมล์ (80 ถึง 170 กม.) ตามข้อมูลของ NASA

จากความผันผวนของสนามแม่เหล็กของยูโรปาที่บ่งบอกถึงตัวนำบางอย่าง นักวิทยาศาสตร์ยังคิดว่ามีมหาสมุทรลึกอยู่ใต้พื้นผิวของดวงจันทร์ มหาสมุทรนี้อาจมีรูปแบบชีวิตบางอย่าง ความเป็นไปได้ของชีวิตนอกโลกเป็นหนึ่งในเหตุผลที่ความสนใจในยูโรปายังคงมีอยู่ในระดับสูง อันที่จริง การศึกษาเมื่อเร็ว ๆ นี้ได้ให้ชีวิตใหม่กับทฤษฎีที่ว่า ยูโรปาช่วยชีวิตได้ .

พื้นผิวของยูโรปาถูกปกคลุมไปด้วยรอยแตก หลายคนเชื่อว่ารอยแตกเหล่านี้เป็นผลมาจากกระแสน้ำในมหาสมุทรใต้พื้นผิว เป็นไปได้ว่าเมื่อวงโคจรของยูโรปาเข้าใกล้ดาวพฤหัสบดี กระแสน้ำของทะเลใต้น้ำแข็งจะสูงขึ้นกว่าปกติ หากเป็นเช่นนี้ การขึ้นและลงของทะเลอย่างต่อเนื่องทำให้เกิดรอยร้าวมากมายที่สังเกตพบบนพื้นผิวดวงจันทร์

การเก็บตัวอย่างมหาสมุทรอาจไม่จำเป็นต้องเจาะผ่านเปลือกน้ำแข็ง หากการสังเกตซ้ำๆ ของขนนกที่เป็นไปได้กลายเป็นกระแสน้ำที่เกิดขึ้นจริง ในขณะที่นักวิจัยพบหลักฐานในปี 2555, 2557 และ 2559 ธรรมชาติที่แท้จริงของขนนก และสาเหตุที่ปรากฏเป็นระยะๆ จำเป็นต้องมีการสังเกตเพิ่มเติม

ในปี 2014 นักวิทยาศาสตร์พบว่า Europa อาจเป็นเจ้าภาพในรูปแบบ แผ่นเปลือกโลก . ก่อนหน้านี้ โลกเป็นวัตถุเพียงแห่งเดียวที่รู้จักในระบบสุริยะที่มีเปลือกโลกแบบไดนามิก ซึ่งถือว่ามีประโยชน์ในการวิวัฒนาการของสิ่งมีชีวิตบนโลก

ยูโรปา: ที่ชีวิตอาจมีวิวัฒนาการ?

การปรากฏตัวของน้ำใต้เปลือกแข็งของดวงจันทร์ทำให้นักวิทยาศาสตร์จัดอันดับให้เป็นหนึ่งในจุดที่ดีที่สุดในระบบสุริยะด้วย ศักยภาพในการใช้ชีวิตเพื่อวิวัฒนาการ .

ความลึกที่เย็นยะเยือกของดวงจันทร์นั้นคิดว่าจะมีช่องระบายอากาศไปยังเสื้อคลุมได้มากเท่ากับมหาสมุทรบนโลก ช่องระบายอากาศเหล่านี้สามารถให้สภาพแวดล้อมทางความร้อนที่จำเป็นเพื่อช่วยให้ชีวิตมีวิวัฒนาการ

หากชีวิตอยู่บนดวงจันทร์ มันอาจจะได้รับแรงกระตุ้นจากการสะสมของดาวหาง ในช่วงอายุของระบบสุริยะ วัตถุที่เป็นน้ำแข็งอาจส่งสารอินทรีย์ไปยังดวงจันทร์

ในปี 2559 มีการศึกษาพบว่า ยูโรปาผลิตออกซิเจนได้มากกว่าไฮโดรเจนถึง 10 เท่า ซึ่งคล้ายกับโลก สิ่งนี้อาจทำให้มหาสมุทรเป็นมิตรต่อชีวิต และดวงจันทร์อาจไม่จำเป็นต้องพึ่งพาความร้อนจากคลื่นเพื่อสร้างพลังงานให้เพียงพอ ปฏิกิริยาเคมีก็เพียงพอแล้วที่จะขับเคลื่อนวัฏจักร

การสำรวจในอนาคตของ Europa

ในปี 2013 Planetary Science Decadal Review ของ U.S. National Research Council ได้ออกคำแนะนำ 10 ปีสำหรับโครงการสำรวจดาวเคราะห์ของ NASA การสำรวจยุโรปได้รับการจัดอันดับให้เป็นภารกิจที่มีความสำคัญสูงสุด ตั้งแต่นั้นมา NASA ได้ทำงานเพื่อภารกิจสู่ดวงจันทร์น้ำแข็งของดาวพฤหัสบดี ในปี 2560 ภารกิจได้รับการเรียกอย่างเป็นทางการ คลิปเปอร์ยุโรป หลังจากหลายปีของนักวิจัยและสื่ออย่างไม่เป็นทางการโดยใช้ชื่อเล่น

ตามรายงานของ NASA ภารกิจนี้ ซึ่งจะออกเดินทางในช่วงปี 2020 ซึ่งอาจจะเป็นช่วงปลายทศวรรษนี้ โดยจะทำการบินผ่านยูโรปา 40 ถึง 45 ครั้งด้วยยานอวกาศที่โคจรรอบดาวพฤหัสบดี บนเรือจะมีเครื่องมือทางวิทยาศาสตร์ 9 ชิ้น รวมถึงกล้อง เรดาร์เพื่อมองดูใต้น้ำแข็งและพยายามหาความหนา เครื่องวัดสนามแม่เหล็กเพื่อวัดสนามแม่เหล็ก (และโดยการขยาย ความเค็มของมหาสมุทร) และอุปกรณ์ระบายความร้อนสำหรับค้นหา สำหรับสัญญาณของการปะทุ ฝูงบินบินผ่านจะมีความสูงระหว่าง 16 ไมล์ (25 กม.) ถึง 1,700 ไมล์ (2,700 กม.) สิ่งนี้ทำให้การบินผ่านเข้าสู่เขตยุโรปที่มีรังสีมาก ซึ่งยากสำหรับยานอวกาศที่จะอยู่รอด การนำยานอวกาศเข้าและออกจากโซนจะช่วยยืดอายุการใช้งานและทำให้ส่งข้อมูลกลับมายังโลกได้ง่ายขึ้น

ลำดับความสำคัญอย่างหนึ่งของ Europa Clipper คือการติดตามผลการสำรวจขนนกของฮับเบิล 'หากการมีอยู่ของขนนกได้รับการยืนยันและเชื่อมโยงกับมหาสมุทรใต้ผิวดิน การศึกษาองค์ประกอบของพวกมันจะช่วยให้นักวิทยาศาสตร์ตรวจสอบองค์ประกอบทางเคมีของสภาพแวดล้อมที่อาจเอื้ออาศัยได้ของ Europa ในขณะที่ลดความจำเป็นในการเจาะผ่านชั้นน้ำแข็ง' NASA กล่าวใน คำแถลง.

องค์การอวกาศยุโรปยังวางแผนภารกิจไปยังยุโรปและดวงจันทร์อีกสองดวงที่เรียกว่า JUICE หรือ JUpiter ICy moons Explorer ภารกิจนี้คาดว่าจะเปิดตัวในปี 2565 และมาถึงย่านดาวพฤหัสบดีในปี 2572 เป็นเวลาอย่างน้อยสามปี เมื่อถึงยูโรปาแล้ว ภารกิจ จะดูโมเลกุลอินทรีย์ และองค์ประกอบอื่นๆ ที่สามารถทำให้ดวงจันทร์เป็นมิตรกับชีวิตได้ นอกจากนี้ ยานอวกาศจะตรวจสอบความหนาของเปลือกโลก โดยเฉพาะอย่างยิ่งในบริเวณที่มีการเคลื่อนไหวใดๆ ที่พบ