Ευρώπη: Ο Δορυφόρος του Δία

Ευρώπη: Ο Δορυφόρος του Δία

Του Κωνσταντίνου Αθ. Οικονόμου, δασκάλου – συγγραφέα

Η Ευρώπη είναι ο τέταρτος μεγαλύτερος φυσικός δπρυφόρος του πλανήτη Δία. Η σχεδόν σφαιρική Ευρώπη έχει διάμετρο 3122 χλμ., [10% μικρότερη από τη διάμετρο της Σελήνης ή 4 φορές μικρότερη της γήινης]. Ο όγκος όμως της Ευρώπης είναι μόλις το 1,5% του γήινου και η έκταση της επιφάνειας το 6% της γήινης. Απέχει από το Δία 671.079 χλμ. [μ.ό]. Ο δορυφόρος διαθέτει αραιότατη ατμόσφαιρα με οξυγόνο και μία από τις πλέον λείες επιφάνειες στο Ηλιακό Σύστημα. Ανακαλύφθηκε στις 7/1/1610 από το Γαλιλαίο και είναι ο μικρότερος από τους 4 λεγόμενους «δορυφόρους του Γαλιλαίου», που ανακαλύφθηκαν από αυτόν το ίδιο έτος.
Εξαιτίας της πιθανής ύπαρξης υπόγειου ωκεανού κάτω από την παγωμένη της επιφάνεια, πολλοί αστρονόμοι υποθέτουν ότι η Ευρώπη ίσως φιλοξενεί ζωή. Ο δορυφόρος πήρε το όνομά του, όπως και η ομώνυμη ήπειρος, από την ερωμένη του Δία και κόρη του Αγήνορα, βασιλιά της Φοινίκης Ευρώπη [μυθολογία]. 

Το όνομα αυτό προτάθηκε από τον αστρονόμο Σίμωνα Μάριο [1614] αλλά ξεχάσθηκε για αιώνες. Μέχρι τότε, απλώς αναφερόταν ως Δίας ΙΙ, [σύστημα ονοματοδοσίας για τους δορυφόρους που ονομασία αυτή, με βάση τη σειρά αποστάσεως από τον πλανήτη τους ανατρέπεται από την ανακάλυψη ακόμα πλησιέστερων δορυφόρων, όπως έγινε με την ανακάλυψη της Αμάλθειας [1892], οπότε η Ευρώπη έγινε ο τρίτος από τον Δία. Τα διαστημόπλοια Βόγιατζερ ανακάλυψαν τρεις ακόμα πλησιέστερους στον Δία δορυφόρους του [1979]. Έτσι η Ευρώπη είναι τώρα ο έκτος δορυφόρος.

ΤΡΟΧΙΑ: Η Ευρώπη συμπληρώνει μία πλήρη περιφορά γύρω από τον Δία σε 3 γήινες ημέρες, 13 ώρες, 14 λεπτά και 36 δευτερόλεπτα, ακολουθώντας σχεδόν κυκλική τροχιά. Η μέση ταχύτητα της περιφοράς περί τον Δία είναι 13,74 χιλιόμετρα το δευτερόλεπτο. Όπως όλοι οι δορυφόροι “του Γαλιλαίου”, αλλά και η Σελήνη, η Ευρώπη εμφανίζει το φαινόμενο της σύγχρονης περιστροφής, δηλαδή το ένα της ημισφαίριο «βλέπει» συνεχώς προς τον πλανήτη, ενώ το άλλο είναι στραμμένο μονίμως αντίθετα. Αυτό οφείλεται σε παλιρροϊκές δυνάμεις που ασκεί ο πλανήτης στον δορυφόρο επί δισεκατομμύρια χρόνια. Οι ίδιες δυνάμεις κατέστησαν την τροχιά σχεδόν κυκλική. Η Ευρώπη τείνει να αποκτήσει ένα ελαφρώς επίμηκες σχήμα προς τον Δία, επίσης εξαιτίας της παλιρροϊκής δυνάμεως του γιγάντιου πλανήτη. Επειδή η διεύθυνση που τείνει να επιμηκυνθεί κυμαίνεται ελαφρώς καθώς η τροχιά είναι ελλειπτική, ο φλοιός της Ευρώπης λυγίζει συνεχώς κατά λίγο διαφορετικές κατευθύνσεις σε κάθε περιφορά, κίνηση που εκλύει παλιρροϊκή θερμική ενέργεια στο εσωτερικό του δορυφόρου, με αποτέλεσμα οι θερμοκρασίες να υψώνονται σε ευνοϊκά για τη ζωή επίπεδα σε αυτόν τον παγωμένο κόσμο μακριά από τον Ήλιο. Μόνο έτσι θα μπορούσε να υπάρξει ένας ωκεανός από νερό σε υγρή μορφή.

ΧΑΡΑΚΤΗΡΙΣΤΙΚΑ: Η μάζα της Ευρώπης είναι το 0,8% της γήινης, ενώ η μέση της πυκνότητα είναι 3,014 γραμ./cm³. Η βαρύτητα εκεί είναι 7,46 φορές ασθενέστερη από τη γήινη [ένας άνθρωπος 75 κιλών εκεί θα ζύγιζε 10κ.!]. Η Ευρώπη, όπως και οι γεωειδείς πλανήτες, αποτελείται κυρίως από πετρώματα πυριτίου. Διαθέτει τεράστιο εξωτερικό στρώμα νερού πάχους περίπου 100 χλμ.(!), του οποίου τουλάχιστον το εξωτερικό τμήμα έχει παγώσει. Μαγνητικά δεδομένα από την αποστολή Galileo, [το πρώτο διαστημόπλοιο που έγινε τεχνητός δορυφόρος του Δία (1995-2003), αποδεικνύουν ότι η Ευρώπη παράγει επαγωγικό μαγνητικό πεδίο, από την αλληλεπίδραση με το ισχυρό μαγνητικό πεδίο του Δία. Αυτό υποθέτει την παρουσία ενός αγώγιμου στρώματος κάτω από την επιφάνεια. Το στρώμα αυτό είναι πιθανότατα ένας ωκεανός υγρού νερού με αρκετά άλατα ώστε να καθίσταται αγώγιμος ηλεκτρικά. Η Ευρώπη πιθανότατα έχει στο κέντρο της μεταλλικό πυρήνα από σίδηρο.

ΕΠΙΦΑΝΕΙΑ: Η επιφάνεια της Ευρώπης είναι ομαλή: Λίγα υψώματα πάνω από 200 μέτρα έχουν παρατηρηθεί. Τα γραμμικά στοιχεία της επιφάνειας που διακρίνονται στις φωτογραφίες και η σχεδόν πλήρης απουσία κρατήρων υποδεικνύουν μια «νεαρή» επιφάνεια που ανανεώνεται συνεχώς. Οι εκτιμήσεις της ηλικίας της επιφάνειας ποικίλλουν από 20 ως 180 εκατομμύρια γήινα χρόνια. Η Ευρώπη είναι από τους πιο εύκολα ορατούς δορυφόρους [υψηλή λευκαύγεια], πράγμα που οφείλεται στο λευκό πάγο. Το εντονότερο επιφανειακό χαρακτηριστικό της Ευρώπης είναι οι σκουρόχρωμες γραμμώσεις που διασταυρώνονται πάνω σε ολόκληρη την επιφάνειά της. Εξέτασή τους σε μεγεθύνσεις δείχνει ότι πρόκειται για ρήγματα. Οι πιο πλατιές γραμμώσεις έχουν πλάτος περί τα 20 χλμ. Αυτές ίσως οφείλονται σε σειρές κρυοηφαιστειακών εκρήξεων [γκέιζερ], καθώς θερμότερο υγρό υλικό από το εσωτερικό ξεπηδά στην παγωμένη επιφάνεια.

Στην Ευρώπη παρατηρείται και ένας αριθμός από κυκλικά και ελλειπτικά μορφώματα, γνωστά με τον λατινικό όρο lenticulae (φακίδες). Πολλά από αυτά είναι υψώματα, άλλα κοιλότητες, και κάποια επίπεδες σκοτεινές κηλίδες. Μερικά εμφανίζουν τραχιά επιφάνεια. Οι κορυφές των θόλων μοιάζουν με το παλαιότερο έδαφος, πράγμα που σημαίνει ότι οι θόλοι σχηματίσθηκαν όταν ο φλοιός ωθήθηκε από θερμότερο υλικό, όπως οι θάλαμοι μάγματος στο γήινο φλοιό. Οι επίπεδες σκοτεινές κηλίδες μάλλον δημιουργήθηκαν από λιωμένο πάγο που απελευθερώθηκε όταν έσπασε η επιφάνεια, ενώ οι τραχιές «φακίδες» με χαοτική δομή ( ονομαζόμενες "chaos") φαίνεται ότι σχηματίσθηκαν από πολλά μικρά θραύσματα φλοιού ενσωματωμένα σε σκούρο υλικό με μικρά ανυψώματα, όπως τα παγόβουνα σε μια παγωμένη θάλασσα.

ΥΠΟΓΕΙΟΣ ΩΚΕΑΝΟΣ: Πιστεύεται ότι κάτω από την επιφάνεια υπάρχει ένα στρώμα υγρού νερού που θερμαίνεται από παλιρροϊκή θέρμανση. Η θερμοκρασία επιφανείας κυμαίνεται από -223°C, στους πόλους, έως -148°C, στον ισημερινό και έτσι το επιφανειακό νερό είναι μονίμως παγωμένο. Οι πρώτες ενδείξεις ενός υπόγειου ωκεανού ήρθαν από θεωρητικές επεξεργασίες της παλιρροϊκής θέρμανσης.

Οι αρμόδιες επιστημονικές ομάδες για τις εικόνες των διαστημοπλοίων Galileo και Voyager υπεστήριξαν ότι τα γεωλογικά χαρακτηριστικά της Ευρώπης επίσης δικαιολογούν την ύπαρξη υπόγειου ωκεανού. Το πιο καλό παράδειγμα είναι οι χαοτικές δομές, που πολλοί ερμηνεύουν ως αποτέλεσμα επανειλημμένων τήξεων και επαναστερεοποιήσεων. Όμως γεωλόγοι που έχουν μελετήσει τον δορυφόρο προτιμούν το λεγόμενο «μοντέλο παχέος πάγου», κατά το οποίο ο ωκεανός έχει σπανίως [ή ποτέ] αλληλεπιδράσει με την επιφάνεια. Αντίθετα το λεγόμενο «μοντέλο του λεπτού πάγου» συνάγεται από τον σχηματισμό μίνι-οροσειρών και κάμψεων του κελύφους του πάγου. Σύμφωνα με αυτό, το στερεό κέλυφος θα μπορούσε να έχει

πάχος μόλις 200 μέτρα και το υγρό εσωτερικό της Ευρώπης ξεχύνεται συχνά στην επιφάνεια μέσα από ανοικτές ρωγμές. Ισχυρή ένδειξη για την ύπαρξη του ωκεανού είναι το προαναφερθέν μαγνητικό πεδίο του δορυφόρου, που αλληλεπιδρά με εκείνο του Δία. Συνεπώς ο ωκεανός θα πρέπει να έχει αρκετά άλατα ώστε να είναι αγώγιμος, και πράγματι παρατηρήσεις δείχνουν ότι τα σκούρα κόκκινα γραμμικά χαρακτηριστικά επιφάνειας πιθανώς είναι πλούσια σε άλατα [θειικό μαγνήσιο], που απέθεσε το νερό που ξεχύθηκε στην επιφάνεια.

ΑΧΝΗ ΑΤΜΟΣΦΑΙΡΑ: Το 1994 με τον φασματογράφο του Διαστημικού Τηλεσκοπίου Χαμπλ [ΔΤΧ], απεκάλυψαν ότι η Ευρώπη φέρει μια εξαιρετικά αραιή ατμόσφαιρα. Το κυριότερο αέριό της είναι το μοριακό οξυγόνο. Αντίθετα με το γήινο οξυγόνο, αυτό της Ευρώπης δεν έχει βιολογική προέλευση. Μάλλον προήλθε από φορτισμένα σωματίδια (ιόντα και ηλεκτρόνια) που βομβαρδίζουν την επιφάνεια του δορυφόρου και διασπούν τα μόρια του νερού σε OH (υδροξύλιο) και H (ατομικό υδρογόνο). Χημικές αντιδράσεις οδηγούν τελικά σε κάποιο συνδυασμό μοριακού οξυγόνου, μοριακού υδρογόνου, υπεροξειδίου του υδρογόνου και νερού [ραδιόλυση].

Το μοριακό οξυγόνο επικρατεί στην ατμόσφαιρα επειδή έχει μεγάλο χρόνο ζωής εκεί, κι αυτό γιατί: ερχόμενο σε επαφή με την παγωμένη επιφάνεια, ένα μόριο οξυγόνου δεν «κολλά» σε αυτή, όπως συμβαίνει με τα μόρια του νερού ή του υπεροξειδίου του υδρογόνου, αλλά αναπηδά(!). Εδώ θα πρέπει να αναφερθεί ότι η υποτυπώδης αυτή ατμόσφαιρα είναι τόσο αραιή, ώστε τα μόριά της δεν συγκρούονται τόσο συχνά μεταξύ τους, όσο με την επιφάνεια του δορυφόρου. Εκτελούν στην πραγματικότητα βαλλιστικές τροχιές και πέφτουν στην επιφάνεια υπό την επίδραση της βαρύτητας.

Το μοριακό υδρογόνο επίσης αναπηδά, αλλά είναι τόσο ελαφρό, ώστε διαφεύγει εύκολα στο διάστημα υπερνικώντας τη μικρή βαρύτητα της Ευρώπης. Παρατηρήσεις της επιφάνειας αποκαλύπτουν ότι ποσοστό του μοριακού οξυγόνου παραμένει στην επιφάνεια. Καθώς ο υπόγειος ωκεανός μπορεί να έρχεται σε επαφή με την επιφάνεια, αυτό το οξυγόνο ίσως διαλύεται στον ωκεανό, όπου, δυνητικά, θα βοηθούσε σε βιολογικές διαδικασίες.

ΕΞΕΡΕΥΝΗΣΗ: Οι περισσότερες από τις γνώσεις μας για την Ευρώπη προέρχονται από κοντινά περάσματα των μη επανδρωμένων διαστημοπλοίων Voyager1 και 2 και του Galileo. Διάφορες προτάσεις έχουν γίνει για μελλοντικές αποστολές. Οποιαδήποτε αποστολή στην Ευρώπη θα πρέπει να προστατεύεται έναντι των υψηλών επιπέδων ακτινοβολίας της μαγνητόσφαιρας του Δία. Στόχοι των αποστολών θα είναι η μελέτη της χημικής σύστασης και η αναζήτηση πιθανής εξωγήινης ζωής στον υπόγειο ωκεανό της. Εκεί το περιβάλλον θα είναι ίσως παρόμοιο με εκείνο της λίμνης Βοστόκ της Ανταρκτικής με τα “εξωτικά” μικρόβια. Η ζωή επομένως σε ένα τέτοιο περιβάλλον θα μπορούσε να είναι παρόμοια με τη ζωή των υδρόβιων γήινων μικροβίων [και όχι μικρά πράσινα ανθρωπάκια!]. Άλλωστε αρκετός χρόνος, χρήμα και προσπάθεια καταβλήθηκε προσπαθώντας να καταλάβουμε αν ο Άρης είχε κάποτε... κατοικήσιμο περιβάλλον. Η Ευρώπη, ίσως, έχει σήμερα τέτοιο περιβάλλον. Ωστόσο, περικοπές σε προϋπολογισμούς συνετέλεσαν στο να απορριφθούν σχέδια για αποστολές, ειδικά στην Ευρώπη.