エウロパを語る。

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エウロパとは

木星の衛星の中で、特に大きいイオ、エウロパ、ガニメデ、カリストをガリレオ衛星と呼ぶ。


ガリレオ衛星の中で、内側から2番目の軌道を回る衛星がエウロパだ。

エウロパの表層は氷に覆われており、目立つ地形も少なく、比較的滑らかな天体である。


数百メートルを超えるような地形はほとんどない。

表面全体が新しい氷で覆われているため、エウロパは太陽系の中でも極めて明るい天体である。

他のガリレオ衛星と同様に、潮汐作用によってエウロパは自転と公転が共鳴しているため、常に同じ面を木星へ向けている。
木星に向いた面は、わずかながら木星に向かって盛り上がっている。

ガリレオ衛星の中で、イオ、エウロパ、ガニメデの3つの衛星の公転周期は共鳴していて、1：2:4の比例関係になっている。
ガニメデが1回公転する間に、イオは4回転、エウロパは2回転するのだ。

これは偶然ではない。
長い間に互いに引力を及ぼし合った結果、公転周期が安定した比例関係に落ち着いたのである。

公転周期が比例関係になっている状態を軌道共鳴という。
一般に軌道共鳴は、二つの天体の間で生じる。

イオ、エウロパ、ガニメデのように3つの天体間で生じる軌道共鳴は珍しい。
この場合の軌道共鳴を、ラプラス共鳴と呼ぶ。
太陽系内でラプラス共鳴が確認されているのはイオ、エウロパ、ガニメデしかない。

エウロパの特色

エウロパの海

NASAの探査機ガリレオの調査によって、エウロパが木星の磁気圏を通過する際に、エウロパに磁場が誘導されることが確認された。
これは、エウロパが内部に導電性に優れた層を持っていることを示している。

氷や岩石は導電性に優れた層に成りえない。
このことから、導電性に優れた層として、エウロパの表層下に塩分を含む海が存在することが確認されたのだ。

木星や他の衛星の強い潮汐作用によって、エウロパは変形しその内部には摩擦による熱が蓄積しているはずだ。
この熱がエウロパの表層の氷を内側から融かし、氷の下層の海を生み出しているのである。

ガリレオ探査機は、エウロパの重力も調査している。
これによりエウロパの質量が高精度で測定できるので、エウロパの内部構造を伺い知ることができるのだ。

その結果、エウロパは鉄のコアの周囲に岩石のマントルを持ち、その周囲を厚さ100kmの水(上部は氷、下部は液体)の層が取り巻いていることが分かった。
下層の液体の海の底部は、凍ることなく液体のまま岩石質のマントルに接触しているようだ。

氷層下の海の存在は、エウロパ表面の地形からも推察できる。

エウロパの表面には、赤色の線がランダムに走っている。
これは、内部の液体が表面の氷の割れ目から湧き出して凍りついた跡のようだ。
赤色は海に含まれている成分による発色と考えられている。

エウロパ表面の赤色の線は、折れ曲がっている場所がある。
これは表面の氷がゆっくりとスリップした形跡であり、氷層下の液体の存在を示している。

エウロパ表面には直径10kmほどのドーム状の地形がある。
これは、上層のコチコチでない氷の層内で対流が起こり、比較的温度の高い氷が表面に突出したものと見られている。

エウロパ以外にも、ガニメデ、カリストの氷層下に海が存在することがガリレオ探査機の磁場の観測で示された。

イオを除くガリレオ衛星はすべて海を持つことになる。
ガニメデ、カリストの海の下層部は氷であり、海底は岩石に接触していないと考えられる。

これは生命のは発生にとって非常に不利だ。
海底からミネラル分が供給されないからだ。
一方でエウロパの海底は岩石に接しているので、エウロパでの生命の存在の可能性は期待されている。

エウロパの海を覆っている氷の厚さの見積もりには、200mから数百kmと幅広い説がある。
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エウロパの大気

エウロパは、酸素を含む極めて薄い大気を持つ。
地球大気の酸素は、植物が光合成によって生産したものだ。
しかし、エウロパの酸素は生物由来ではない。

太陽からの紫外線や荷電粒子の衝突によって、エウロパの氷の水分子が酸素と水素に分解される。
水素は軽いため、エウロパの引力を振り切って簡単に宇宙空間へ逃げてしまうのだ。
留まった酸素がエウロパの大気になったのである。

ガリレオ衛星はすべて、希薄な大気を持つ。
その中で、酸素を含むものはエウロパとガニメデである。

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