Europa (satélite): características, composición, órbita, movimiento
Europa es un satélite natural o luna de Júpiter, descubierto en 1610 por el astrónomo italiano Galileo Galilei (1564-1642). Forma parte de las llamadas lunas galileanas, junto a Ganímedes, Io y Calisto. Su nombre proviene de un personaje de la mitología griega: Europa era la madre del rey Minos de Creta, una de las numerosas amantes del rey de los dioses.
El astrónomo alemán Simon Marius, contemporáneo de Galileo, sugirió el nombre en una obra suya, en la cual también se atribuía el descubrimiento de los satélites jovianos antes de que Galileo lo anunciara.
Otra designación usada para este satélite y actualmente en desuso es la que Galileo propuso originalmente, con numerales romanos. Así, Europa también es Júpiter II, ya que es la segunda luna galileana en cercanía al planeta (Io es la más cercana pero hay otras cuatro lunas más pequeñas).
Finalmente los astrónomos se inclinaron por la sugerencia de Marius, quien pudo haber descubierto los satélites de manera independiente de Galileo.
El descubrimiento de las lunas galileanas orbitando alrededor de Júpiter fue todo un hito para la ciencia. Fortaleció la teoría heliocéntrica de Copérnico e hizo que la humanidad se diera cuenta de que la Tierra no era el centro del universo.
Sin embargo, las lunas galileanas permanecieron durante mucho tiempo como pequeños puntos luminosos, vistos con el telescopio orbitando alrededor de Júpiter.
Eso fue hasta que las misiones no tripuladas Pioneer, Voyager, Galileo y New Horizons trajeron una avalancha de información acerca de Europa y los restantes satélites de los planetas gigantes.
Índice del artículo
- 1 Características generales
- 2 Movimiento de traslación
- 3 Movimiento de rotación
- 4 Composición
- 5 Estructura interna
- 6 Geología
- 7 Posible habitabilidad de Europa
- 8 Referencias
Europa, apenas más pequeña que la Luna, tiene un océano de agua bajo la superficie y está protegida del viento solar por el campo magnético joviano, lo que le confiere ciertas perspectivas de habitabilidad.
A esto se suma el hecho de que Europa posiblemente tiene actividad tectónica. Y aparte de la Tierra, hasta ahora no se conocía otro objeto celeste con geología compleja.
Además tiene atmósfera, tenue pero con oxígeno y su densidad, aunque no tan elevada como la terrestre, sugiere que en su composición hay buena cantidad de roca.
La superficie helada es muy lisa, apenas surcada por las líneas que se muestran en la figura 1.
Estas líneas posiblemente reflejan tensiones en la costra helada de 100-150 km de espesor que recubre Europa y dejan al descubierto la roca subyacente, bajo la cual existe agua líquida.
Hay calor suficiente en el interior de Europa como para mantener este océano, debido al calentamiento de marea.
Es común pensar en las mareas como fenómenos propios de las masas oceánicas, sin embargo la atracción gravitatoria no solamente desplaza al agua, sino también la roca. Y estos procesos acarrean fricción que disipa en calor la energía propia del movimiento orbital.
A través de las medidas del campo magnético hechas por las misiones no tripuladas, se sabe que Europa carece de campo magnético propio. Pero también detectaron la existencia de un núcleo de hierro y una capa de agua rica en contenido mineral bajo la corteza.
Esas medidas indican que la brújula de un viajero que llegara a Europa experimentaría un alocado vaivén, sobre todo cuando el acercamiento a Júpiter es máximo. Y es que el intenso campo magnético joviano interactúa con el material conductor del subsuelo, ocasionando dichas fluctuaciones.
Se sabe que Europa tiene una superficie helada y poco accidentada, no solo por la información obtenida a través de imágenes, sino por las medidas hechas a su albedo.
El albedo de un objeto cualquiera -astronómico o de otra naturaleza-, es la fracción de luz que refleja. Por eso su valor oscila entre 0 y 1.
Si el albedo vale 0 significa que el objeto absorbe toda la luz sin reflejar nada, por el contrario, si vale 1 la refleja completamente.
Los espejos son objetos con un albedo grande y el del Europa es 0.69. Eso quiere decir que refleja un 69 % aproximadamente de la luz que llega a su superficie, un indicativo de que el hielo que la recubre es limpio y reciente.
Por lo tanto, la superficie de Europa es relativamente joven, de edad estimada en unos 10 millones de años. Las superficies con hielos antiguos tienden más bien a ser muy oscuras y tener menos albedo.
Otro hecho a favor es que la superficie de Europa apenas tiene cráteres de impacto, lo que sugiere suficiente actividad geológica como para borrar las evidencias de impactos.
Uno de estos pocos cráteres aparece en la parte inferior de la figura 1. Es la mancha clara en forma de lunar con un centro oscuro, llamado cráter Pwyll, en honor a la divinidad céltica del inframundo.
Resumen de las principales características físicas de Europa
Europa se traslada alrededor de Júpiter con un período de poco más de 3 días y medio, siguiendo una órbita bastante circular.
Una peculiaridad en el movimiento traslacional de Europa es que está en rotación síncrona con Júpiter. Por lo tanto siempre muestra la misma cara al planeta, al igual que la Luna lo hace con la Tierra. A este fenómeno se le conoce también como acoplamiento de marea.
El acoplamiento por marea se caracteriza porque al objeto le toma el mismo tiempo en orbitar alrededor del cuerpo más masivo -Júpiter en este caso-, que dar una vuelta completa sobre su propio eje.
La explicación es que los cuerpos celestes no son masas puntuales, sino objetos con dimensiones apreciables. Por ello la fuerza de gravedad que ejerce Júpiter sobre sus satélites no es homogénea, siendo más intensa en el lado más próximo, y menos intensa en el lado más lejano.
Se origina así una distorsión periódica en Europa, que también es afectada por la fuerza de gravedad que regularmente ejercen las otras lunas galileanas cercanas: Ganímedes e Ío.
El resultado es una amplificación de las fuerzas gravitacionales en un fenómeno que se conoce como resonancia orbital, ya que las otras lunas jalan gravitacionalmente de Europa en intervalos de tiempo precisos.
Y por supuesto Europa hace lo mismo con las demás lunas, creando una suerte de armonía entre todas.
Los efectos gravitacionales mutuos de las lunas galileanas se llaman resonancia de Laplace, en honor a su descubridor, el matemático y astrónomo francés Pierre Simon de Laplace en 1805.
Hay varias clases de resonancia en física. Esta es una resonancia poco común en la cual los períodos de revolución de las tres lunas están en relación 1:2:4. Cualquier fuerza ejercida sobre alguno de los miembros de este sistema se transmite a los demás, vía interacción gravitatoria.
Por lo tanto las fuerzas de marea hacen que toda Europa está sometida a estirones y compresiones que originan el calentamiento descrito anteriormente. Y también causa que Europa tenga un océano de agua líquida en su interior.
Europa tiene un movimiento de rotación alrededor de su propio eje, que como hemos dicho, tiene la misma duración que el período orbital, gracias al acoplamiento de mareas que tiene con Júpiter.
En Europa se encuentran presentes los mismos elementos que en la Tierra. En la atmósfera hay oxígeno, el hierro y los silicatos se encuentran en el núcleo, mientras que el agua, la sustancia más llamativa, ocupa la capa debajo de la corteza.
El agua debajo de Europa es rica en sales minerales, como cloruro de sodio o sal común. La presencia de sulfato de magnesio y ácido sulfúrico pueden explicar en parte las líneas rojizas que surcan la superficie del satélite.
También se cree que en Europa existen los tholins, compuestos orgánicos que se forman gracias a la radiación ultravioleta.
Los tholins son frecuentes en mundos helados como Europa y Titán, la luna de Saturno. Para que se formen se requiere de carbono, nitrógeno y agua.
La estructura interna de Europa es semejante a la de la Tierra, puesto que tiene un núcleo, un manto y una corteza. Su densidad, junto con la de Io, es mayor que en el caso de las otras dos lunas galileanas, lo que indica un mayor contenido de silicatos.
El núcleo de Europa no es de metal fundido (en contraposición con Io), lo cual hace pensar que el agua bajo la corteza tiene alto contenido mineral, ya que el magnetismo de Europa proviene de la interacción entre un buen conductor como el agua con sales y el intenso campo magnético de Júpiter.
En el manto rocoso abundan los elementos radiactivos, que al decaer emiten energía y constituyen otra fuente de calor interno para Europa, aparte del calentamiento de marea.
La capa más externa de agua, en parte congelada y en parte líquida, se estima en 100 km de espesor en algunas zonas, aunque otros afirman que es de apenas unos 200 m.
En todo caso, los expertos están de acuerdo en que la cantidad de agua líquida de Europa puede llegar a ser del doble de la que existe en la Tierra.
También se cree que hay lagos en las grietas de la corteza de hielo, como lo sugiere la figura 6, los cuales también podrían albergar vida.
La superficie helada recibe la continua interacción con las partículas cargadas enviadas desde los cinturones de radiación jovianos. El fuerte magnetismo de Júpiter acelera las cargas eléctricas y las energiza. Así las partículas llegan hasta el hielo superficial y fragmentan las moléculas de agua.
En el proceso se libera bastante energía, la suficiente como para formar las nubes de gas brillante alrededor de Europa que observó a su paso la sonda Cassini, mientras se dirigía hacia Saturno.
Las misiones no tripuladas han aportado una gran cantidad de información acerca de Europa, no solamente en la multitud de imágenes de alta resolución que enviaron de la superficie, sino también por los efectos gravitacionales de Europa sobre las naves.
Las imágenes revelan una superficie de color amarillo muy claro, carente de relieves notables, como montañas elevadas o cráteres notables, a diferencia de otros satélites galileanos.
Pero lo que más llama la atención es el entramado de líneas sinuosas que se entrecruzan continuamente y que vemos claramente en la figura 1.
Los científicos creen que estas líneas tienen su origen en profundas fisuras en el hielo. Vistas más de cerca, las líneas tiene un borde oscuro con una franja central más clara que se cree es producto de géiseres de gran tamaño.
Estas elevadas columnas de vapor (plumas) de varios kilómetros de altura están constituidos por agua más caliente que surge del interior a través de las fracturas, según lo reportan las observaciones del telescopio espacial Hubble.
Algunos análisis revelan las huellas dejadas por agua con gran contenido en minerales y posteriormente evaporada.
Es posible que bajo la corteza de Europa existan procesos de subducción, tal como se dan en la Tierra, en los cuales las placas tectónicas convergen en los bordes, desplazándose unas respecto a las otras en las llamadas zonas de subducción.
Pero a diferencia de la Tierra, las placas son de hielo que se mueven sobre el océano líquido, en vez de hacerlo sobre el magma, como sucede en la Tierra.
Muchos expertos están convencidos de que los océanos de Europa pueden contener vida microbiana, ya que son ricos en oxígeno. Además Europa tiene atmósfera, aunque tenue, pero con presencia de oxígeno, elemento necesario para sustentar la vida.
Otra opción para albergar vida son los lagos encapsulados en la corteza de hielo de Europa. Por el momento son suposiciones y faltan muchas más pruebas para confirmarlas.
Algunas evidencias se siguen sumando para fortalecer esta hipótesis, por ejemplo la presencia de minerales arcillosos en la corteza, que en la Tierra se asocian a la materia orgánica.
Y otra sustancia importante que, según nuevos hallazgos, se encuentra en la superficie de Europa es el cloruro de sodio o sal común. Los científicos han comprobado que la sal de mesa, bajo las condiciones imperantes en Europa, adquiere el color amarillo pálido, que se aprecia en la superficie del satélite.
Si esta sal proviene de los océanos de Europa, quiere decir que muy posiblemente guardan similitud con los terrestres, y con ello la posibilidad de albergar vida.
Estos hallazgos no necesariamente implican que haya vida en Europa, sino que, de ser confirmados, el satélite posee las condiciones suficientes para su desarrollo.
Ya existe una misión de la NASA llamada Europa Clipper, que está en desarrollo actualmente y podría ser lanzada durante los próximos años.
Entre sus objetivos están el estudio de la superficie de Europa, la geología del satélite y su composición química, así como la confirmación de la existencia del océano bajo la corteza. Habrá que esperar un poco más para saberlo.
- BBC. ¿Por qué Europa, la luna helada de Júpiter, es el mejor candidato para encontrar vida extraterrestre en el Sistema Solar?. Recuperado de: bbc.com.
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