Caractéristiques de l'Europe (satellite), composition, orbite, mouvement

L'Europe  C'est un satellite naturel ou la lune de Jupiter, découverte en 1610 par l'astronome italien Galileo Galilei (1564-1642). Cela fait partie des lunes galiléennes So-appelées, avec Ganymedes, Io et Callisto. Son nom vient d'un personnage de la mythologie grecque: l'Europe était la mère du roi Minos de Crète, l'un des nombreux amoureux du roi des dieux.

L'astronome allemand Simon Marius, contemporain de Galileo, a suggéré que le nom dans une de ses œuvres, dans laquelle la découverte des satellites Jovian était également attribuée avant que Galileo ne l'annonce.

Figure 1. Image couleur naturelle de l'Europe prise par la mission Galileo, les lignes sont probablement des fractures dans l'écorce avec des rochers exposés. Source: Wikimedia Commons. NASA / JPL / DLR / Pub Domaine

Une autre désignation utilisée pour ce satellite et actuellement en désuétude est celle que Galileo a proposé à l'origine, avec des chiffres romains. Ainsi, l'Europe est également Jupiter II, car c'est la deuxième lune galiléenne en proximité de la planète (IO est la plus proche mais il y a quatre autres petites lunes). 

Enfin, les astronomes s'inclinaient devant la suggestion de Marius, qui aurait pu découvrir des satellites indépendamment de Galileo.

La découverte des lunes galiléennes en orbite autour de Jupiter était une étape importante pour la science. A renforcé la théorie héliocentrique de Copernic et a fait réaliser l'humanité que la terre n'était pas le centre de l'univers.

Cependant, les lunes galiléennes sont restées longtemps en tant que petits points lumineux, vus avec le télescope en orbite autour de Jupiter.

C'était jusqu'à ce que les missions sans pilote pionniers, Voyager, Galileo et New Horizons ont apporté une avalanche d'informations sur l'Europe et les satellites restants des planètes géantes.

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Caractéristiques générales

Habitabilité possible

L'Europe, à peine plus petite que la lune, a un océan d'eau sous la surface et est protégée du vent solaire par le champ magnétique jovien, ce qui lui donne certaines perspectives d'habitabilité.

Figure 2. Taille comparative de l'Europe, à gauche, avec la Terre et la Lune. Source: Wikimedia Commons. Apollo 17 Picture de la Terre Whoe: Nasatelescopic Image de la pleine lune: Gregory H. Reveraimage de l'Europe: Domaine de la NASA / JPL / Pub

À cela s'ajoute que l'Europe peut avoir une activité tectonique. Et en dehors de la terre, jusqu'à présent, il n'y avait pas d'autre objet céleste avec une géologie complexe.

Atmosphère

Il a également une atmosphère, sombre mais avec de l'oxygène et sa densité, bien que pas aussi élevée que la terre, suggère que dans sa composition, il y a une bonne quantité de roche.

Surface

La surface de la glace est très lisse, à peine sillonnée par les lignes illustrées à la figure 1. 

Ces lignes reflètent peut-être les tensions dans la croûte glacée de 100 à 150 km d'épaisseur qui couvre l'Europe et expose la roche sous-jacente, sous laquelle il y a de l'eau liquide. 

Il y a suffisamment de chaleur à l'intérieur de l'Europe pour maintenir cet océan, en raison de réchauffement. 

Il est courant de considérer les marées comme des phénomènes des masses océaniques, mais l'attraction gravitationnelle déplace non seulement l'eau, mais aussi la roche. Et ces processus transportent des frictions qui se dissipent en chaleur l'énergie du mouvement orbital.

Pas de champ magnétique

À travers les mesures du champ magnétique réalisé par des missions sans pilote, il est connu que l'Europe n'a pas son propre champ magnétique. Mais ils ont également détecté l'existence d'un noyau de fer et une couche d'eau riche en minéraux sous le cortex. 

Ces mesures indiquent que la boussole d'un voyageur arrivé en Europe connaîtrait un influence folle, surtout lorsque l'approche de Jupiter est maximale. Et c'est que l'intense champ magnétique Jovian interagit avec le matériau conducteur du sous-sol, provoquant de telles fluctuations.

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L'albédo de europa

Il est connu que l'Europe a une surface gelée et Uncking, non seulement par les informations obtenues via des images, mais par les mesures prises à son Albédo. 

L'albédo de tout objet -anomique ou d'une autre nature - est la fraction de la lumière qui reflète. C'est pourquoi sa valeur varie entre 0 et 1. 

Si l'albédo vaut 0, cela signifie que l'objet absorbe toute la lumière sans refléter quoi que ce soit, au contraire, s'il vaut 1, il le reflète.

Les miroirs sont des objets avec un grand albédo et celui de l'Europe est 0.69. Cela signifie qu'il reflète environ 69% de la lumière qui atteint sa surface, un indicatif que la glace qui le couvre est propre et récente. 

Par conséquent, la surface de l'Europe est relativement jeune, estimée à environ 10 millions d'années. Les surfaces de glace anciennes ont tendance à être très sombres et à avoir moins d'albédo.

Un autre fait en faveur est que la surface de l'Europe a à peine un impact sur les cratères, ce qui suggère une activité géologique suffisante pour effacer les preuves des impacts. 

Un de ces rares cratères apparaît au bas de la figure 1. C'est le point léger sous la forme d'une taupe avec un centre sombre, appelé Pwyll Crater, en l'honneur de la divinité celtique des enfers.

Résumé des principales caractéristiques physiques de l'Europe

Mouvement de traduction

L'Europe se déplace autour de Jupiter avec une période d'un peu plus de 3 jours et demi, après une orbite plutôt circulaire.

Une particularité du mouvement translationnel de l'Europe est qu'elle est en rotation synchrone avec Jupiter. Par conséquent, montre toujours le même visage à la planète, tout comme la lune le fait avec la terre. Ce phénomène est également connu sous le nom Couplage de Marea.

figure 3. L'Europe montre toujours le même visage à Jupiter grâce à la rotation synchrone. Source: NASA.

Le couplage Marea est caractérisé car l'objet prend le même temps pour orbiter le chupiter le plus massif dans ce cas - que pour transformer un virage complet sur son propre axe.

L'explication est que les corps célestes ne sont pas des masses spécifiques, mais des objets avec des dimensions appréciables. Par conséquent, la force de gravité que Jupiter exerce sur ses satellites n'est pas homogène, étant plus intense du côté le plus proche, et moins intense du côté le plus éloigné.

Ainsi, une distorsion périodique provient en Europe, qui est également affectée par la force de gravité que les autres lunes galiléennes à proximité exercent.

Le résultat est une amplification des forces gravitationnelles dans un phénomène appelé Résonance orbitale, Depuis que les autres lunes tirent gravimental d'Europe à des intervalles de temps précis.

Résonance de Laplace

Et bien sûr, l'Europe fait de même avec les autres lunes, créant une sorte d'harmonie parmi tous.

Les effets gravitationnels mutuels des lunes galiléennes sont appelés Résonance de Laplace, En l'honneur de son découvreur, le mathématicien et astronome français Pierre Simon de Laplace en 1805.

Il existe plusieurs types de résonance en physique. Il s'agit d'une résonance inhabituelle dans laquelle les périodes de révolution des trois lunes sont en relation 1: 2: 4. Toute force exercée sur l'un des membres de ce système est transmis à d'autres, par interaction gravitationnelle.

Peut vous servir: spectre électromagnétique: caractéristiques, bandes, applicationsFigure 4. Animation de résonance orbitale parmi les satellites galiléens. Source: Wikimedia Commons. Utilisateur: MATMA REX / Domaine public.

Par conséquent, les forces de marée font que toute l'Europe soumise à des étirements et des compressions qui proviennent du chauffage décrit ci-dessus. Et cela fait également que l'Europe ait un océan à eau liquide à l'intérieur.

Mouvement rotatif

L'Europe a un mouvement de rotation autour de son propre axe qui, comme nous l'avons dit, a la même durée que la période orbitale, grâce à la fixation des marées qu'il a avec Jupiter.

Composition

En Europe, les mêmes éléments sont présents que sur Terre. Dans l'atmosphère, il y a de l'oxygène, du fer et des silicates dans le noyau, tandis que l'eau, la substance la plus frappante, occupe la couche sous l'écorce.

L'eau sous l'Europe est riche en sels minéraux, comme le chlorure de sodium ou le sel commun. La présence de sulfate de magnésium et d'acide sulfurique peut en partie expliquer les lignes rougeâtre qui traversent la surface du satellite.

On pense également qu'en Europe il y a Tholins, composés organiques formés grâce au rayonnement ultraviolet.

Les tholins sont fréquents dans les mondes congelés comme l'Europe et le Titan, la lune de Saturne. Pour qu'ils se forment, du carbone, de l'azote et de l'eau sont nécessaires.

Structure interne

La structure interne de l'Europe est similaire à celle de la terre, car elle a un noyau, un manteau et une croûte. Sa densité, avec IO.

Figure 5. Structure interne des quatre lunes galiléennes, selon des modèles théoriques. Source: Kutner, M. Astronomie: une perspective physique.

Le noyau de l'Europe n'est pas du métal fondu (par opposition à l'OI), ce qui suggère que l'eau sous la croûte a une forte teneur en minéraux, car le magnétisme de l'Europe provient de l'interaction entre un bon chef d'orchestre comme l'eau avec des sels avec des sels et un champ magnétique intense de Jupiter de Jupiter.

Dans le manteau rocheux abonde les éléments radioactifs qui, lors de la décomposition, émettent de l'énergie et constituent une autre source de chaleur interne pour l'Europe, en dehors du chauffage des marées.

La couche d'eau la plus externe, partiellement gelée et partiellement liquide, est estimée à 100 km d'épaisseur dans certaines régions, bien que d'autres affirment qu'elle est à environ 200 m d'environ 200 m.

Dans tous les cas, les experts conviennent que la quantité d'eau liquide en Europe peut devenir le double de ce qui existe sur Terre.

On pense également qu'il y a des lacs dans les fissures du cortex de glace, comme suggéré dans la figure 6, qui pourrait également abriter la vie. 

La surface glacée reçoit l'interaction continue avec les particules chargées envoyées à partir des ceintures de rayonnement jovien. Le fort magnétisme de Jupiter accélère les charges électriques et les dynamise. Ainsi les particules atteignent la glace de surface et fragment les molécules d'eau.

Dans le processus, beaucoup d'énergie est libérée, suffisamment pour former les nuages ​​de gaz brillant à travers l'Europe qui ont observé sur son chemin la sonde Cassini, tout en se dirigeant vers Saturne.

Figure 6. Structure interne de l'Europe selon les modèles créés avec les informations disponibles. Source: Wikimedia Commons.

géologie

Les missions sans pilote ont apporté de nombreuses informations sur l'Europe, non seulement dans la multitude d'images haute résolution qu'ils ont envoyées de la surface, mais aussi en raison des effets gravitationnels de l'Europe sur les navires.

Les images révèlent une surface jaune très claire, manquant de reliefs notables, tels que des montagnes hautes ou des cratères notables, contrairement à d'autres satellites galiléens.

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Mais ce qui attire le plus d'attention, c'est le cadre de lignes sinueuses qui se croisent en continu et que nous voyons clairement dans la figure 1.

Les scientifiques pensent que ces lignes ont leur origine dans des fissures profondes sur la glace. Vues de plus près, les lignes ont un bord sombre avec une bande centrale plus claire qui est un produit de gros geyers. 

Figure 7. Les geysers d'Europe, vus par Hubble. Source: NASA.

Ces colonnes (plumes) à haute vapeur de plusieurs kilomètres de haut sont constituées d'eau plus chaude qui provient de l'intérieur par des fractures, comme indiqué par les observations du télescope spatial Hubble.

Certaines analyses révèlent les traces laissées par l'eau avec une grande teneur en minéraux et évaporée par la suite.

Il est possible qu'en vertu du cortex d'Europe, il y ait des processus de subduction, comme indiqué sur Terre, dans lequel les plaques tectoniques convergent sur les bords, en déplaçant certains par rapport aux autres dans les zones de subduction si appelées.

Mais contrairement à la Terre, les plaques sont de glace qui se déplacent sur l'océan liquide, au lieu de le faire sur le magma, comme c'est le cas sur Terre.

Habitabilité possible de l'Europe

De nombreux experts sont convaincus que les océans européens peuvent contenir la vie microbienne, car ils sont riches en oxygène. De plus, l'Europe a une atmosphère, bien que faible, mais avec la présence d'oxygène, un élément nécessaire pour soutenir la vie.

Une autre option pour abriter la vie est les lacs encapsulés du cortex de glace. Pour le moment, ce sont des hypothèses et il y a beaucoup plus de preuves pour les confirmer.

Certaines preuves sont encore ajoutées pour renforcer cette hypothèse, par exemple la présence de minéraux argileux dans le cortex, qui sont associés à la matière organique sur Terre. 

Et une autre substance importante qui, selon de nouvelles découvertes, se trouve à la surface de l'Europe est le chlorure de sodium ou le sel commun. Les scientifiques ont prouvé que le sel de table, dans les conditions qui prévaut en Europe, acquiert la couleur jaune pâle, qui est appréciée à la surface du satellite.

Si ce sel vient des océans d'Europe, cela signifie qu'ils gardent très probablement une similitude avec la terre, et avec elle la possibilité de la vie maison. 

Ces résultats n'impliquent pas nécessairement qu'il y a de la vie en Europe, mais, s'il est confirmé, le satellite a des conditions suffisantes pour son développement.

Il y a déjà une mission de la NASA appelée Europe Clipper, qui est actuellement en développement et pourrait être lancée au cours des prochaines années. 

Parmi ses objectifs figurent l'étude de la surface de l'Europe, la géologie du satellite et sa composition chimique, ainsi que la confirmation de l'existence de l'océan sous le cortex. Nous devrons attendre un peu plus longtemps pour savoir.

Les références

1. BBC. Pourquoi l'Europe, la lune glacée de Jupiter, est le meilleur candidat pour trouver la vie extraterrestre dans le système solaire?. Récupéré de: BBC.com.
2. Eales, s. 2009. Planètes et systèmes planétaires. Wiley-Blackwell.
3. Kutner, m. 2003. Astronomie: une perspective physique. la presse de l'Universite de Cambridge.
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