Europa jest najmniejszym i najmniej masywnym z czterech galileuszowych księżyców Jowisza, a przy tym jest nieco mniejsza i lżejsza niż nasz własny Księżyc. Z zewnątrz brzmi to niepozornie. Wewnątrz jest zupełnie inaczej: pod lodową skorupą kryje się ocean o szacowanej objętości 3x10^18 metrów sześciennych – od dwóch do trzech razy większej niż wszystkie oceany Ziemi razem wzięte, ukryty pod światem ledwie większym niż nasz własny satelita.
Ten ukryty ocean to powód, dla którego Europa wciąż pojawia się na krótkich listach miejsc, gdzie może istnieć życie poza Ziemią. Nic na jej powierzchni nie wygląda na żywe – jest jasna, zimna i popękana – ale to, co kryje się pod spodem, sprawia, że naukowcy budują sondy kosmiczne specjalnie po to, by to sprawdzić.
Europę odkrył Galileusz 8 stycznia 1610 roku, wraz z trzema pozostałymi dużymi księżycami Jowisza – Io, Ganimedesem i Kallisto – a niezależnie od niego być może również astronom Simon Marius. Ponad cztery wieki później księżyc ten wciąż pozostaje jednym z najuważniej obserwowanych celów w Układzie Słonecznym.
Mały księżyc na szybkiej, ciasnej orbicie
Europa okrąża Jowisza w ciągu około 3,55 dnia, po orbicie o promieniu około 670 900 km – ciasnej i szybkiej pętli w porównaniu z tym, jak Ziemia krąży wokół Słońca. Mając zaledwie ponad 3 100 km średnicy, jest szóstym co do wielkości księżycem i piętnastym co do wielkości obiektem w całym Układzie Słonecznym – rozmiar szanowany, ale daleki od największego wśród czterech galileuszowych księżyców Jowisza.
To szybkie, bliskie krążenie ma większe znaczenie, niż mogłoby się wydawać. To właśnie ono jest źródłem sił pływowych, które utrzymują wnętrze Europy na tyle ciepłe, by w ogóle mogła istnieć tam ciekła woda – księżyc jest ściskany i rozciągany przez grawitację Jowisza przy każdym okrążeniu planety.
Ocean większy niż wszystkie oceany Ziemi razem wzięte
Europa ma zewnętrzną warstwę wody o grubości około 100 km, podzieloną na zamarzniętą skorupę na powierzchni i ciekły ocean pod lodem. To właśnie ta ciekła warstwa daje objętość od dwóch do trzech razy większą niż oceany Ziemi – ilość wody, która przyćmiewa zasoby naszej własnej planety, zamkniętą wewnątrz księżyca mniejszego niż Księżyc.
Utrzymanie tego oceanu w stanie ciekłym w takiej odległości od Słońca wymaga prawdziwego ciepła, a powierzchnia Europy pokazuje wyraźnie, jak mało go dociera na zewnątrz: średnie temperatury powierzchni wynoszą około 110 K (-160°C) na równiku i spadają do zaledwie 50 K (-220°C) na biegunach – wystarczająco zimno, by lodowa skorupa pozostawała twarda jak granit. Ciepło, które podtrzymuje ocean pod spodem, pochodzi z sił pływowych głęboko wewnątrz księżyca, a nie ze Słońca.
Najgładsza powierzchnia w Układzie Słonecznym
Lodowa skorupa Europy ma albedo 0,64, jedno z najwyższych wśród wszystkich księżyców, a na podstawie częstotliwości bombardowania kometarnego, jakiemu jest poddawana, szacuje się, że powierzchnia ma zaledwie od 20 do 180 milionów lat – młodo jak na standardy planetarne. Powierzchni tej brakuje też wielkoskalowych struktur, takich jak góry czy kratery, co czyni Europę najgładszym znanym ciałem stałym w całym Układzie Słonecznym.
Oba te fakty wskazują na tę samą przyczynę: aktywną powierzchnię, która wciąż się odnawia, najprawdopodobniej dlatego, że skorupa lodowa nie jest sztywno związana z tym, co znajduje się pod nią. Pełny obrót zewnętrznej skorupy lodowej Europy względem jej wnętrza trwa co najmniej 12 000 lat – bezpośredni dowód na to, że skorupa faktycznie unosi się niezależnie na oceanie pod spodem, zamiast być związana ze skalistym jądrem Europy.
Ciemne pasma, które faktycznie znaczą powierzchnię Europy, zwane lineae, opowiadają podobną historię. Największe z tych pasm mają ponad 20 km szerokości, często z ciemnymi, rozmytymi krawędziami zewnętrznymi, regularnymi prążkowaniami i centralnym pasem jaśniejszego materiału – wzorami zgodnymi ze skorupą, która wielokrotnie pęka i zamarza ponownie w miarę dryfowania.
Wrogie sąsiedztwo, ale prawdziwa atmosfera
Znajdowanie się tak blisko Jowisza ma swoją cenę. Poziom promieniowania jonizującego na powierzchni Europy odpowiada dawce dobowej wynoszącej około 5,4 siwerta – ilości, która u człowieka narażonego przez pojedyncze 24 godziny spowodowałaby ciężką chorobę lub śmierć. Każdy przyszły lądownik będzie potrzebował poważnej osłony tylko po to, by przetrwać wystarczająco długo do zebrania danych.
Mimo tego wrogiego środowiska Europa wciąż utrzymuje prawdziwą, choć niezwykle cienką, atmosferę: warstwę tlenu sięgającą na wysokość około 190 km nad powierzchnią. Generuje też własną, niewielką magnetosferę o sile stanowiącej około 25% magnetosfery sąsiedniego Ganimedesa – skromną, ale wystarczającą, by wpływać na sposób, w jaki naładowane cząstki oddziałują z księżycem.
Oznaki przebijającej się wody
Najbardziej intrygujący dowód na istnienie oceanu Europy pochodzi nie z tego, co znajduje się pod lodem, lecz z tego, co czasem może się z niego wydostać. W 2012 roku Kosmiczny Teleskop Hubble'a uchwycił obraz zinterpretowany jako pióropusz pary wodnej wybuchający w pobliżu południowego bieguna Europy, sięgający szacunkowo nawet 200 km nad powierzchnię. W maju 2018 roku astronomowie dostarczyli dalszych dowodów na tę aktywność pióropuszy, opierając się na zaktualizowanej analizie danych z sondy kosmicznej Galileo, która okrążała Jowisza w latach 1995–2003 – dowodów ukrytych w liczącym dekady zbiorze danych, które udało się odkryć dopiero dzięki nowym technikom analizy.
Sama sonda Galileo ma godną uwagi historię: została wyniesiona na orbitę okołoziemską 18 października 1989 roku przez wahadłowiec Atlantis, a do Jowisza dotarła 7 grudnia 1995 roku, stając się pierwszą sondą kosmiczną, która okrążyła planetę zewnętrzną. Jej dane dotyczące Europy wciąż są analizowane pod kątem nowych odkryć ponad dwie dekady po zakończeniu misji.
Galileo nie był też pierwszą sondą, która przyjrzała się Europie z bliska. Eksploracja tego księżyca rozpoczęła się od przelotów sond Pioneer 10 i 11 obok Jowisza w latach 1973 i 1974, a w 1979 roku dołączyły do nich dwie sondy Voyager, dostarczając znacznie bardziej szczegółowych obrazów lodowej powierzchni Europy niż cokolwiek wcześniej.
Kolejna misja jest już w drodze
.jpg){kind=link}
Sonda Europa Clipper została wystrzelona 14 października 2024 roku i jest największą sondą międzyplanetarną, jaką kiedykolwiek zbudowała NASA – skala ta pokazuje, jak poważnie agencja traktuje ten konkretny księżyc. Planowo ma wejść na orbitę Jowisza w kwietniu 2030 roku i rozpocząć serię bliskich przelotów obok Europy od marca 2031 roku, aby zbadać skorupę lodową i znajdujący się pod nią ocean.
Jak na księżyc z grawitacją powierzchniową wynoszącą zaledwie około 13% grawitacji Ziemi, Europa naukowo przewyższa oczekiwania. Jest mniejsza niż nasz Księżyc, przesycona śmiertelnym promieniowaniem i zamknięta w wiecznym głębokim mrozie na powierzchni – a mimo to może wciąż kryć najlepszą, poza Ziemią, szansę w Układzie Słonecznym na to, by ciekła woda podtrzymywała jakąś formę życia.