エウロパは、1610年にイタリアの天文学者ガリレオガリレイ（1564-1642）によって発見された木星の衛星または月です。これは、ガリメデ、イオ、カリストとともに、いわゆるガリレオ衛星の一部です。その名前はギリシャ神話の登場人物に由来します。エウロパは、神々の王の多くの愛好家の1人であるクレタ島のミノス王の母でした。
ガリレオの同時代人であるドイツの天文学者サイモンマリウスは、彼の作品でその名前を提案しました。これは、ガリレオが発表する前に木星衛星の発見も認めたものです。
図1.ガリレオのミッションで撮影されたエウロパの自然な色の画像。線はおそらく岩が露出した地殻の割れ目です。出典：ウィキメディア・コモンズ。NASA / JPL / DLR /パブリックドメイン
この衛星に使用され、現在使用されていない別の呼称は、ガリレオが最初に提案したもので、ローマ数字を使用しています。したがって、ヨーロッパはジュピターIIでもあります。これは、惑星に近い2番目のガリレオの月であるためです（イオは最も近いですが、他に4つの小さい衛星があります）。
結局、天文学者たちはガリレオとは無関係に衛星を発見したかもしれないマリウスの提案に落ちました。
木星を周回するガリレオ衛星の発見は、科学にとって画期的な出来事でした。それはコペルニクスの太陽中心理論を強化し、地球が宇宙の中心ではないことを人類に認識させました。
しかし、ガリレオ衛星は、木星を周回する望遠鏡で見ると、小さな光の点として長い間残っていました。
それは無人ミッションのパイオニア、ボイジャー、ガリレオ、ニューホライズンズがヨーロッパと巨大惑星の残りの衛星に関する情報の洪水をもたらすまででした。
一般的な特性
可能な居住性
月よりわずかに小さいエウロパは、地表の下に水の海があり、木星の磁場によって太陽風から保護されており、居住性の見通しを立てています。
図2.ヨーロッパと左下の地球と月のサイズの比較。出典：ウィキメディア・コモンズ。アポロ17地球全体の画像：NASAT満月の望遠鏡画像：グレゴリーH.リベラヨーロッパの画像：NASA / JPL /パブリックドメイン
それに加えて、ヨーロッパはおそらく構造的であるという事実。そして地球を除いて、これまで複雑な地質学を持つ他の天体は知られていませんでした。
雰囲気
それはまた、希薄ではあるが酸素を含んだ大気を持ち、その密度は地球ほど高くはありませんが、その組成には十分な量の岩があることを示唆しています。
表面
凍結した表面は非常に滑らかで、図1に示す線がほとんど交差していません。
これらの線は、ヨーロッパを覆う100〜150 kmの厚い氷の地殻の応力を反映している可能性があり、下にある岩が露出していて、その下に液体の水があります。
エウロパの内部には、潮汐温暖化のため、この海を維持するのに十分な熱があります。
潮汐を海洋の大衆の典型的な現象と考えるのが一般的ですが、重力の引力は水だけでなく岩も移動させます。そしてこれらのプロセスは、軌道運動のエネルギーを熱に放散する摩擦を引き起こします。
磁場なし
無人任務による磁場の測定を通じて、エウロパはそれ自身の磁場を欠いていることが知られています。しかし、彼らはまた、地殻の下の鉄のコアとミネラル含有量が豊富な水の層の存在を検出しました。
これらの測定値は、ヨーロッパに到着した旅行者のコンパスが、特に木星へのアプローチが最大のときに、激しいスイングを経験することを示しています。そして、強い木星磁場が下層土の導電性物質と相互作用して、これらの変動を引き起こしているのです。
ヨーロッパのアルベド
エウロパは、画像から得られた情報のためだけでなく、アルベドに対して行われた測定のためにも、氷のようでわずかに凹凸のある表面を持っていることが知られています。
天体または別の性質のあらゆる物体のアルベドは、それが反射する光の割合です。そのため、値の範囲は0〜1です。
アルベドが0の場合、オブジェクトは何も反射せずにすべての光を吸収します。逆に、1の場合、オブジェクトは完全に反射します。
ミラーは大きなアルベドを持つオブジェクトであり、ヨーロッパのそれは0.69です。これは、その表面に到達する光の約69％を反射することを意味し、それを覆っている氷が清潔で最近のものであることを示しています。
したがって、エウロパの表面は比較的若く、推定約1000万年前と推定されています。古い氷のある表面はかなり暗く、アルベドが少ない傾向があります。
好意的なもう1つの事実は、エウロパの表面にはほとんど影響のないクレーターがあり、影響の証拠を消去するのに十分な地質学的活動を示唆していることです。
これらの数少ないクレーターの1つは、図1の下部に表示されます。これは、暗黒街のケルトの神に敬意を表して、暗い中心をもつほくろの形をした明るいスポットで、Pwyll Craterと呼ばれています。
ヨーロッパの主な身体的特徴の要約
翻訳運動
エウロパは、かなり円形の軌道をたどって、わずか3日半の期間で木星を動き回ります。
エウロパの並進運動の特徴は、木星と同期回転していることです。したがって、月が地球と同じように、それは常に惑星に同じ顔を示します。この現象は、潮汐結合としても知られています。
図3. Europaは、同期回転のおかげで常に木星に同じ顔を見せています。出典：NASA。
潮汐結合は、オブジェクトが自身の軸上で完全に1回転するため、オブジェクトが最も重い体（この場合は木星）の周りを周回するのと同じ時間を要するという事実によって特徴付けられます。
説明は、天体は点質量ではなく、かなりの寸法を持つ物体であるということです。このため、木星が衛星に及ぼす重力は均一ではなく、最も近い側で強く、遠い側ではそれほど強くありません。
これにより、エウロパに周期的な歪みが生じます。これは、近隣の他のガリレオ衛星であるガニメデとイオが定期的に及ぼす重力にも影響されます。
その結果、他の衛星が正確な時間間隔でエウロパを重力で引っ張るため、軌道共鳴と呼ばれる現象で重力が増幅されます。
ラプラス共鳴
そしてもちろんヨーロッパは他の月と同じことをし、それらすべての間に一種の調和を作り出します。
ガリレオ衛星の相互重力効果は、1805年にフランスの数学者で天文学者のピエールシモンドラプラスが発見したことから、ラプラス共鳴と呼ばれています。
物理学にはいくつかの種類の共鳴があります。これは、3つの月の公転周期が1：2：4の比率である珍しい共鳴です。このシステムのメンバーのいずれかに加えられた力は、重力相互作用を介して他のメンバーに伝達されます。
図4.ガリレオ衛星間の軌道共鳴のアニメーション。出典：ウィキメディア・コモンズ。ユーザー：Matma Rex /パブリックドメイン。
したがって、潮汐力によってヨーロッパ全体がラグと圧縮にさらされ、上記の加熱が発生します。そして、それはまた、ヨーロッパにその中に液体の水の海を持たせます。
回転運動
エウロパは、それ自身の軸の周りを回転運動します。これは、すでに述べたように、木星との潮汐結合のおかげで、軌道周期と同じ期間です。
組成
ヨーロッパにも地球と同じ要素が存在します。大気中には酸素があり、鉄とケイ酸塩がコアにありますが、最も印象的な物質である水は地殻の下の層を占めています。
エウロパの下の水は、塩化ナトリウムや食塩などのミネラル塩が豊富です。硫酸マグネシウムと硫酸の存在は、衛星の表面を横切る赤い線を部分的に説明するかもしれません。
ヨーロッパには紫外線によって形成される有機化合物であるトリンがあると考えられています。
ソリンは、エウロパや土星の衛星「タイタン」のような氷の世界に蔓延しています。それらが形成するためには、炭素、窒素、水が必要です。
内部構造
エウロパの内部構造は地球のそれと似ています、それはそれがコア、マントルとクラストを持っているからです。その密度は、イオの密度とともに、他の2つのガリレオ衛星の場合よりも高く、ケイ酸塩の含有量が高いことを示しています。
図5.理論モデルによる4つのガリレオ衛星の内部構造。出典：クトナー、M。天文学：物理的な視点。
Europaのコアは溶融金属で作られていません（Ioとは対照的に）。これは、地殻の下の水に高いミネラル含有量があることを示唆しています。そして木星の強磁場。
岩石のマントルには放射性元素が豊富にあり、崩壊するとエネルギーが放出され、潮汐加熱とは別にヨーロッパの内部熱の別の発生源になります。
一部が凍り、一部が液体である水の最外層は、一部の地域では100 kmの厚さと推定されていますが、他の地域ではそれが約200 mしかないと主張しています。
いずれにせよ、ヨーロッパの液体水の量は地球の2倍になる可能性があることに専門家は同意しています。
また、図6に示されているように、氷の地殻の割れ目に湖があり、生命を宿す可能性があると考えられています。
氷の表面は、木星の放射帯から送られた荷電粒子との連続的な相互作用を受けます。木星の強力な磁性は、電荷を加速し、それらを活性化します。したがって、粒子は表面の氷に到達し、水分子を断片化します。
その過程で十分なエネルギーが放出されます。これは、カッシーニプローブが土星に向かっているときに観測した、エウロパの周りに輝くガス雲を形成するのに十分です。
図6.入手可能な情報を使用して作成されたモデルによるヨーロッパの内部構造。出典：ウィキメディア・コモンズ。
地質学
無人ミッションは、彼らが送信した多数の高解像度画像だけでなく、宇宙船に対するエウロパの重力効果のためにも、エウロパに関する豊富な情報を提供してきました。
画像は非常に明るい黄色の表面を示し、他のガリレオ衛星とは異なり、高くそびえる山や注目すべきクレーターなどの目立つレリーフはありません。
しかし、最も目立つのは、継続的に交差し、図1にはっきりと見える波状の線のネットワークです。
科学者たちは、これらの線は氷の深い割れ目に由来すると信じています。より詳しく見ると、ラインには暗いエッジがあり、大きな間欠泉の産物であると考えられている明るい中央のストライプがあります。
図7.ハッブルが見たエウロパの間欠泉 出典：NASA。
ハッブル宇宙望遠鏡からの観測で報告されているように、高さ数キロの蒸気（プルーム）のこれらのそびえ立つ柱は、内部から亀裂を通じて上昇する暖かい水で構成されています。
一部の分析では、ミネラル含有量の高い水が残し、その後蒸発した痕跡を明らかにしています。
エウロパの地殻の下で、地球上で起こる沈み込み過程があり、地殻変動プレートが端で収束し、いわゆる沈み込み帯で互いに移動する可能性があります。
しかし、地球とは異なり、プレートは氷でできており、地球のようにマグマではなく、液体の海の上を移動します。
ヨーロッパの居住可能性
多くの専門家は、ヨーロッパの海は酸素に富んでいるため、微生物を含む可能性があると確信しています。また、ヨーロッパは、空気は薄いものの、生命を維持するために必要な元素である酸素が存在します。
生命をサポートする別のオプションは、エウロパの氷の地殻に囲まれた湖です。現時点ではそれらは仮定であり、それらを確認するための多くの証拠が欠落しています。
この仮説を強化するために、いくつかの証拠が追加され続けています。たとえば、地殻内の粘土鉱物の存在は、地球上で有機物に関連付けられています。
そして、新しい発見によると、エウロパの表面に見られるもう一つの重要な物質は、塩化ナトリウムまたは食塩です。科学者たちは、ヨーロッパの一般的な条件下で、食卓塩が衛星の表面に見られる淡黄色を取得することを発見しました。
もしこの塩がヨーロッパの海から来ているなら、それはそれらが陸生のものと類似している可能性が非常に高いことを意味し、それとともに生命を宿す可能性があります。
これらの調査結果は、ヨーロッパに生命があることを必ずしも意味しませんが、確認された場合、衛星はその開発に十分な条件を備えています。
すでにEuropa Clipperと呼ばれるNASAのミッションがあり、現在開発中で、今後数年で打ち上げられる可能性があります。
その目的には、エウロパの表面の研究、衛星の地質学とその化学組成、地殻の下の海の存在の確認があります。調べるまでもう少し待つ必要があります。
参考文献
- BBC。なぜ木星の氷の月エウロパが太陽系で地球外生命体を見つけるための最良の候補者であるのですか？リカバリ元：bbc.com。
- イールズ、S。2009。惑星と惑星系。Wiley-Blackwell。
- クトナー、M。2003。天文学：物理的な視点。ケンブリッジ大学出版局。
- Pasachoff、J。2007。宇宙：新しいミレニアムの天文学。第3版。トムソン・ブルックス/コール。
- 種子、2011年。太陽系。第7版。Cengage Learning。
- ウィキペディア。ヨーロッパ（月）。から回復：en.wikipedia.org。
- ウィキペディア。ヨーロッパクリッパー。回復元：es.wikipedia.org。