Europa è il quarto, per dimensioni, satellite naturale del pianeta Giove, 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).
Parametri orbitali
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")
Periodo sinodico 87,96935 giorni (0,240847 anni)
Velocità orbitale: 13.613 m/s (min) - 13.741 m/s (media) - 13.871 m/s (max)
Inclinazione sull'eclittica 1,79°
Inclinazione rispetto all'equat. di Giove 0,47°
Eccentricità 0,0094
Dati fisici
Dimensioni 3.121,6 km (diametro)
Superficie 3,1 × 1013 m²
Volume 1,593 × 1019 m³
Massa 4,80 × 1022 kg
Densità media 3,014 × 103 kg/m³
Acceleraz. di gravità in superficie 1,314 m/s² (0,134 g)
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)
Pressione atmosferica 1 µPa
Albedo 0,67
Magnitudine apparente da Terra 5,3 (media)
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 satelliti allora 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 ancora ad essa come Giove II.
Cenni storici.
Nel 1614 Marius pubblicò il suo lavoro Mundus Iovialis, che descriveva il pianeta Giove e le sue lune. In esso sostenne di aver scoperto Europa e le altre lune maggiori pochi giorni prima di Galileo.
Oggi si reputa plausibile che Marius abbia scoperto le lune di Giove in modo indipendente da Galileo, ma almeno qualche giorno dopo l'italiano.
Parametri orbitali.
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 leggera eccentricità della sua orbita, mantenuta dai disturbi generati dagli altri satelliti medicei, la distanza da Giove oscilla attorno ad un valore medio. Europa è forzata ad assumere una forma leggermente allungata verso Giove dalla forza gravitazionale del gigante gassoso; ma al variare della distanza dal pianeta, varia l'entità dello spostamento superficiale. In questo modo, una piccola parte dell'energia di rotazione di Giove si dissipa su Europa (riscaldamento mareale), che acquista calore. Questo processo avrebbe permesso la conservazione di un oceano liquido al di sotto della superficie ghiacciata del satellite.
Atmosfera.
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 vapore acqueo. In seguito alla dissociazione in ossigeno e idrogeno, quest'ultimo sfugge con facilità all'attrazione gravitazionale del corpo e si disperde nello spazio.
Immagine a colori "quasi" naturali di Europa, scattata dalla sonda Galileo.
Superficie.
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 del 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.
Montagne rugose e regioni liscie mescolate nella regione Conamara Chaos.
Struttura interna.
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, e in stati molecolari su Marte) 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.
La struttura interna di Europa.
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 liquido sotto la superficie vennero da considerazioni teoriche relative al 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 anche le caratteristiche superficiali di Europa dimostrano l'esistenza di un oceano liquido 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 oscillanti tra qualche chilometro e decine di chilometri.
La prova migliore per il cosiddetto 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 sia spessa approssimativamente 10-30 chilometri, il che potrebbe significare che l'oceano liquido sottostante potrebbe essere profondo circa 100 km.
La sonda Galileo ha anche scoperto che Europa ha un debole campo magnetico (la cui intensità 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 sarebbe la presenza di 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 suggerisce la presenza di composti a base zolfo.
L'oceano sotto la superficie di Europa.
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 Moon Orbiter. Proposta per il lancio nel 2020, la Europa Jupiter System Mission (EJSM) è invece una missione congiunta NASA/ESA per l'esplorazione delle lune di Giove. L'approvazione della missione era subordinata alla vittoria della gara di interesse con la Titan Saturn System Mission, diretta verso Titano ed Encelado: la scelta è avvenuta nel febbraio del 2009.[1] L'EJSM consiste del Jupiter Europa Orbiter, di costruzione NASA, del Jupiter Ganymede Orbiter, di costruzione ESA ed eventualmente del Jupiter Magnetospheric Orbiter, di costruzione JAXA.
Possibile vita extraterrestre.
È stato ipotizzato che la vita potrebbe esistere in questo oceano al di sotto del ghiaccio, in un ambiente simile a quello delle sorgenti idrotermali presenti sulla Terra nelle profondità dell'oceano o sul fondo del Lago Vostok, in Antartide. Allo stato attuale, non ci sono prove che attestino la presenza di forme di vita su Europa, ma la presenza di acqua liquida è così probabile, da rafforzare le richieste di inviare sonde per investigare.
Robert Pappalardo, un assistente professore del Dipartimento di Astrofisica e di Scienze planetarie 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 dell'ente spaziale statunitense hanno impedito la realizzazione delle missioni proposte.
Progetti di sonde spaziali e loro cancellazioni.
Il progetto dell'estremamente ambizioso Jupiter Icy Moons Orbiter (letteralmente "Satellite orbitante attorno alle lune ghiacciate di Giove") è stato cancellato nel 2005. Il budget per il 2006 presentato dal presidente Bush al Congresso degli Stati Uniti ha definitivamente escluso un finanziamento per JIMO. Tuttavia la stessa missione o una analoga potrà essere riproposta in futuro. L'interesse della comunità scientifica è dettato dai risultati che ci si aspetta da una missione diretta verso Europa. Infatti potrebbe confermare l'esistenza dell'oceano al di sotto della superficie usando misure gravimetriche o dispositivi radar. Dalle fotografie ad alta risoluzione, potrebbe essere dedotta l'origine delle caratteristiche superficiali, mentre gli spettroscopi potrebbero indicarne la composizione. Se all'eventuale orbiter fosse abbinato un piccolo lander potrebbe essere determinata la composizione chimica in situ della superficie e, con opportune misure di onde sismiche, il livello di attività della luna e lo spessore del ghiaccio.
Il planetologo Ronald Greeley ha detto sulla missione per 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. La proposta prevede che l'impattatore si schianti in modo controllato sulla superficie di Europa, generando una nube di detriti che sarebbe poi raccolta da una piccola sonda spaziale che vi volerebbe attraverso. Senza il bisogno di un atterraggio e successivo decollo della sonda da un'orbita attorno 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 potrebbero essere congelate 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 sottostante. The Planetary Society dice che scavare un pozzo fin sotto la superficie dovrebbe essere un obiettivo primario, e provvederebbe alla protezione dalle radiazioni gioviane. Una volta raggiunta l'acqua, la sonda rilascerebbe un veicolo sottomarino autonomo (hydrobot), che raccoglierebbe le informazioni per poi trasmetterle agli osservatori a 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 su Europa. Questa proposta di missione non è ancora entrata nella sessione di progettazione dettagliata.
Anche se il Congresso Americano, la National Academy of Sciences, e il consiglio della NASA hanno tutti appoggiato una missione verso Europa, il finanziamento risulta ancora bloccato. The Planetary Society prevede di creare la International Europa Task Force per convincere la NASA e le altre agenzie spaziali a finanziare una missione esplorativa. Altre persone, come il deputato del Congresso USA John Culberson, hanno anche provato ad andare contro i tagli del budget dell'ente spaziale americano.
L'esplorazione di Europa è posta in cima alla lista proposta in Solar System Exploration Roadmap (Percorso a tappe per l'esplorazione del Sistema Solare), pubblicato nel 2006 dall'Associazione Universitaria per la Ricerca Spaziale americana per conto della NASA. Nel documento è suggerito che la progettazione di una missione ammiraglia cominci nel 2008 con la speranza che possa essere lanciata nel 2015.
Concept Art del cryobot e dell'hydrobot.
Note:
1. ^ (EN) Cosmic Vision:2015-2025. Agenzia Spaziale Europea (ESA):
http://sci.esa.int
Fonte: http://it.wikipedia.org
