Europa(Natural Satellite): ยูโรปา ดาวเทียมธรรมชาติ

The Hubble Space Telescope acquired an image of Europa in 2012 that was interpreted to be a plume of water vapour erupting from near its south pole.  The image suggests the plume may be 200 km (120 mi) high, or more than 20 times the height of Mt. Everest.  Though recent observations and modeling suggest that typical Europan plumes may be much smaller,  it has been suggested that if plumes exist, they are episodici and likely to appear when Europa is at its farthest point from Jupiter, In agreement with tidal force modeling predictions. Additional imaging evidence from the Hubble Space Telescope was presented in September 2016.

In May 2018, Astronomers provided supporting evidence of water plume activity on Europa, based on an updated critical analysis of data obtained from the Galileo space probe, which orbited Jupiter between 1995 and 2003. Galileo flew by Europa in 1997 within 206 km (128 mi) of the moon's surface and the researchers suggest it may have flown through a water plume,  plume activity could help researchers in a search for life from the subsurface Europan ocean without having to land on the moon.

The tidal forces are about 1,000 times stronger than the Moon's effect on Earth. The only other moon in the Solar System exhibiting water vapor plumes is Enceladus. 1221 The estimated eruption rate at Europa is about 7000 kg/s/ compared to about 200 kg/s for the plumes of Enceladus.  if confirmed, it would open the possibility of a flyby through the plume to obtain a sample to analyze In situ. This would avoid having to use a lander to drill through kilometres of ice,

In November 2020, a study was published in the peer-reviewed scientific journal Geophysical Research Letters suggesting that the plumes may originate from water within the crust of Europa as opposed to its subsurface ocean. The study's model, using images from the Galileo space probe, proposed that a combination of freezing and pressurization may result in at least some of the cryovolcanic activity. The pressure generated by migrating briny water pockets would thus, eventually, burst through the crust, thereby creating these plumes. The hypothesis that cryovolcanism on Europa could be triggered by freezing and pressurization of liquid pockets in the icy crust was first proposed by Sarah Fagents at the University of Hawal'i at Manoa, who in 2003, was the first to model and publish work on this process. A press release from NASA's Jet Propulsion Laboratory referencing the November 2020 study suggested that plumes sourced from migrating liquid pockets could potentially be less hospitable to life. This is due to a lack of substantial energy for organisms to thrive on, unlike proposed hydrothermal vents on the subsurface ocean floor.

Sources of heat

Europa receives thermal energy from tidal heating, which occurs through the tidal friction and tidal flexing processes caused by tidal acceleration: orbital and rotational energy are dissipated as heat in the core of the moon, the internal ocean, and the ice crust.

Tidal friction

Ocean tides are converted to heat by frictional losses in the oceans and their interaction with the solid bottom and with the top ice crust. In late 2008, it was suggested Jupiter may keep Europa's oceans warm by generating large planetary tidal waves on Europa because of its small but non-zero obliquity. This generates so-called Rossby waves that travel quite slowly, at just a few kilometers per day, but can generate significant kinetic energy. For the current axial tilt estimate of 0.1 degree, the resonance from Rossby waves would contain 7.3 x 1018 J of kinetic energy, which is two thousand times larger than that of the flow excited by the dominant tidal forces.  Dissipation of this energy could be the principal heat source of Europa's ocean.

Tidal flexing

Tidal flexing kneads Europa's interior and ice shell, which becomes a source of heat. 1991 Depending on the amount of tilt,

The heat generated by the ocean flow could be 100 to thousands of times greater than the heat generated by the flexing of Europa's rocky core in response to the gravitational pull from Jupiter and the other moons circling that planet. Europa's seafloor could be heated by the moon's constant flexing, driving hydrothermal activity similar to undersea volcanoes in Earth's oceans., Experiments and ice modeling published in 2016, Indicate that tidal flexing dissipation can generate one order of magnitude more heat in Europa's ice than scientists had previously assumed. Their results indicate that most of the heat generated by the ice actually comes from the ice's crystalline structure (lattice) as a result of deformation, and not friction between the ice grains. The greater the deformation of the ice sheet, the more heat is generated.

Radioactive decay

In addition to tidal heating, the interior of Europa could also be heated by the decay of radioactive material (radiogenic heating) within the rocky mantle., But the models and values observed are one hundred times higher than those that could be produced by radiogenic heating alone,  Thus implying that tidal heating has a leading role in Europa.

Surface environment

Ice shell and surface

Europa is the smoothest known object in the Solar System, lacking large-scale features such as mountains and craters. The prominent markings crisscrossing Europa appear to be mainly albedo features that emphasize low topography. There are few craters on Europa, because its surface is tectonically too active and therefore young. The craters show the presence of hydrated salts dredged from the subsurface, but little sulfuric acid, indicating the impacts that formed them were very recent, Its icy crust has an albedo (light reflectivity) of 0.64, one of the highest of any moon, This indicates a young and active surface; based on estimates of the frequency of cometary bombardment that Europa experiences, the surface is about 20 to 180 million years old.

It has been postulated Europa's equator may be covered in icy spikes called penitentes, which may be up to 15 meters high. Their formation is due to direct overhead sunlight near the equator causing the ice to sublime, forming vertical cracks  Although the imaging available from the Galileo orbiter does not have the resolution for confirmation, radar and thermal data are consistent with this speculation.

Lines

Europa's most striking surface features are a series of dark streaks crisscrossing the entire globe, called lineae (English: lines). Close examination shows that the edges of Europa's crust on either side of the cracks have moved relative to each other. The larger bands are more than 20 km (12 mi) across, often with dark, diffuse outer edges, regular striations, and a central band of lighter material.

The most likely hypothesis is that the lineae on Europa were produced by a series of eruptions of warm ice as Europa's crust slowly spreads open to expose warmer layers beneath, The effect would have been similar to that seen on Earth's oceanic ridges. These various fractures are thought to have been caused in large part by the tidal flexing exerted by Jupiter. Because Europa is tidally locked to Jupiter, and therefore always maintains approximately the same orientation towards Jupiter, the stress patterns should form a distinctive and predictable pattern. However, only the youngest of Europa's fractures conform to the predicted pattern; other fractures appear to occur at increasingly different orientations the older they are. This could be explained if Europa's surface rotates slightly faster than its interior, an effect that is possible due to the subsurface ocean mechanically decoupling Europa's surface from its rocky mantle and the effects of Jupiter's gravity tugging on Europa's outer ice crust. Comparisons of Voyager and Galileo spacecraft photos serve to put an upper limit on this hypothetical slippage. A full revolution of the outer rigid shell relative to the interior of Europa takes at least 12,000 years, Studies of Voyager and Galileo images have revealed evidence of subduction on Europa's surface, suggesting that, just as the cracks are analogous to ocean ridges,  So plates of icy crust analogous to tectonic plates on Earth are recycled into the molten interior. This evidence of both crustal spreading at bands 120l and convergence at other sites  suggests that Europa may have active plate tectonics, similar to Earth. However, the physics driving these plate tectonics are not likely to resemble those driving terrestrial plate tectonics, as the forces resisting potential Earth-like plate motions in Europa's crust are significantly stronger than the forces that could drive them.

Chaos and lenticulae

Other features present on Europa are circular and elliptical lenticulae (Latin for "freckles"). Many are domes, some are pits and some are smooth, dark spots. Others have a jumbled or rough texture. The dome tops look like pieces of the older plains around them, suggesting that the domes formed when the plains were pushed up from below.  One hypothesis states that these lenticulae were formed by diapirs of warm ice rising up through the colder ice of the outer crust, much like magma chambers in Earth's crust. The smooth, dark spots could be formed by meltwater released when the warm ice breaks through the surface. The rough, jumbled lenticulae (called regions of 'chaos"; for example, Conamara Chaos) would then be formed from many small fragments of crust, embedded in hummocky, dark material, appearing like icebergs in a frozen sea.

An alternative hypothesis suggests that lenticulae are actually small areas of chaos and that the claimed pits, spots and domes are artifacts resulting from the over-interpretation of early, low-resolution Galileo images. The implication is that the ice is too thin to support the convective diapir model of feature formation.

In November 2011, A team of researchers, including researchers at University of Texas at Austin, presented evidence suggesting that many "chaos terrain" features on Europa sit atop vast lakes of liquid water. These lakes would be entirely encased in Europa's icy outer shell and distinct from a liquid ocean thought to exist farther down beneath the ice shell. Full confirmation of the lakes' existence will require a space mission designed to probe the ice shell either physically or indirectly, e.g. using radar,  Chaos features may also be a result of increased melting of the ice shell and deposition of marine ice at low latitudes as a result of heterogeneous heating, Work published by researchers from Williams College suggests that chaos terrain may represent sites where impacting comets penetrated through the ice crust and into an underlying ocean.

Radiation environment

The ionizing radiation level at Europa's surface is equivalent to a daily dose of about 5.4 Sv (540 rem), 130 an amount that would cause severe illness or death in human beings exposed for a single Earth day (24 hours), A Europan day is about 3.5 times as long as an Earth day.

Atmosphere

The atmosphere of Europa can be categorized as thin and tenuous (often called an exosphere), primarily composed of oxygen and trace amounts of water vapor. However, this quantity of oxygen is produced in a non-biological manner. Given that Europa's surface is icy, and subsequently very cold; as solar ultraviolet radiation and charged particles (ions and electrons) from the Jovian magnetospheric environment. collide with Europa's surface, water vapor is created and instantaneously separated into oxygen and hydrogen constituents. As it continues to move, the hydrogen is light enough to pass through the surface gravity of the atmosphere leaving behind only oxygen, The surface-bounded atmosphere forms through radiolysis, the dissociation of molecules through radiation, 1351 This accumulated oxygen atmosphere can get to a height of 190 km (120 mi) above the surface of Europa. Molecular oxygen is the densest component of the atmosphere because it has a long lifetime; after returning to the surface, it does not stick (freeze) like a water or hydrogen peroxide molecule but rather releases from the surface and starts another ballistic arc. Molecular hydrogen never reaches the surface, as it is light enough to escape Europa's surface gravity, Europa is one of the few moons in the Solar System with a quantifiable atmosphere, along with Titan, lo, Triton, Ganymede and Callisto,  Europa is also one of several moons in the Solar System with very large quantities of ice (volatiles), otherwise known. as "icy moons"

Europa is also considered to be geologically active due to the constant release of hydrogen-oxygen mixtures into space. As a result of the moon's particle venting, the atmosphere requires continuousS replenishment.  Europa also contains a small magnetosphere (approximately 25% of Ganymede's). However, this magnetosphere varies in size as Europa orbits through Jupiter's magnetic field. This confirms that a conductive element, such as a large ocean, likely lies below Its Icy surface.  As multiple studies have been conducted over Europa's atmosphere, several findings conclude that not all oxygen molecules are released into the atmosphere. This unknown percentage of oxygen may be absorbed into the surface and sink into the subsurface. Because the surface may interact with the subsurface ocean (considering the geological discussion above), this molecular oxygen may make its way to the ocean, where it could aid in biological processes,  One estimate suggests that, given the turnover rate inferred from the apparent -0.5 Gyr maximum age of Europa's surface ice, subduction of radiolytically generated oxidizing species might well lead to oceanic free oxygen concentrations that are comparable to those in terrestrial deep oceans.

Through the slow release of oxygen and hydrogen, a neutral torus around Europa's orbital plane is formed. This "neutral cloud" has been detected by both the Cassini and Galileo spacecraft, and has a greater content (number of atoms and molecules) than the neutral cloud surrounding Jupiter's inner moon lo, This torus was officially confirmed using Energetic Neutral Atom (ENA) imaging. Europa's torus ionizes through the process of neutral particles exchanging electrons with its charged particles. Since Europa's magnetic field rotates faster than its orbital velocity, these ions are left in the path of its magnetic field trajectory, forming a plasma. It has been hypothesized that these ions are responsible for the plasma within Jupiter's magnetosphere.

On 4 March 2024, astronomers reported that the surface of Europa may have much less oxygen than previously inferred.

Discovery of atmosphere

The atmosphere of Europa was first discovered in  by astronomers D. T. Hall and collaborators using the Goddard High Resolution Spectrograph instrument of the Hubble Space Telescope. This observation was further supported in by the Galileo orbiter during its mission within the Jovian system. The Galileo orbiter performed three radio occultation events of Europa, where the probe's radio contact with Earth was temporarily blocked by passing behind Europa. By analyzing the effects Europa's sparse atmosphere had on the radio signal just before and after the occultation, for a total of six events, a team of astronomers led by A. J. Kliore established the presence of an ionized layer in Europa's atmosphere.

Climate and weatheredit

Despite the presence of a gas torus, Europa has no weather producing clouds. As a whole, Europa has no wind, precipitation, or presence of sky color as its gravity is too low to hold an atmosphere substantial enough for those features, Europa's gravity is approximately 13% of Earth's. The temperature on Europa varies from -160 °C at the equator, to -220 °C at either of its poles 14 Europa's subsurface ocean is thought to have a temperature near 273 K (0 °C).  It is hypothesized that because of radioactive and tidal heating (as mentioned in the sections above), there are points in the depths of Europa's ocean that may be only slightly cooler than Earth's oceans, Studies have also concluded that Europa's ocean would have been rather acidic at first, with large concentrations of sulfate, calcium, and carbon dioxide. However, over 4.5 billion years it became chloride-rich, thus resembling our 1.94% chloride oceans on Earth.

Doctorate Degree (Ph.D) 🇹🇭

Surveyor / Recorder

By: Ratcharinda Teachaprasarn 🇹🇭

Location: Koh Lanta Island/เกาะลันตา

Saladan Subdistrict, Koh Lanta District, Krabi

Province, Thailand 🇹🇭

Compiled articles in English, Thai 🇹🇭

By: Ratcharinda Teachaprasarn 🇹🇭

Klearmilly 8888 🇹🇭

Thailand 2026 🇹🇭

April 18, 2026, 22 : 06 p.m 🇹🇭

----------------+++

กล้องโทรทรรศน์อวกาศฮับเบิลได้บันทึกภาพของยูโรปาในปี 2012 ซึ่งตีความได้ว่าเป็นกลุ่มไอน้ำที่พุ่งออกมาจากบริเวณใกล้ขั้วใต้ ภาพดังกล่าวบ่งชี้ว่ากลุ่มไอน้ำอาจสูงถึง 200 กิโลเมตร (120 ไมล์) หรือสูงกว่ายอดเขาเอเวอเรสต์ถึง 20 เท่า แม้ว่าการสังเกตการณ์และการสร้างแบบจำลองล่าสุดจะชี้ให้เห็นว่ากลุ่มไอน้ำทั่วไปของยูโรปาอาจมีขนาดเล็กกว่ามาก แต่ก็มีการเสนอแนะว่าหากมีกลุ่มไอน้ำอยู่จริง กลุ่มไอน้ำเหล่านั้นจะมีลักษณะเป็นช่วงๆ และมีแนวโน้มที่จะปรากฏขึ้นเมื่อยูโรปาอยู่ห่างจากดาวพฤหัสบดีมากที่สุด ซึ่งสอดคล้องกับการคาดการณ์ของแบบจำลองแรงดึงดูดจากดาวพฤหัสบดี หลักฐานภาพเพิ่มเติมจากกล้องโทรทรรศน์อวกาศฮับเบิลถูกนำเสนอในเดือนกันยายน 2016.

ในเดือนพฤษภาคม 2018 นักดาราศาสตร์ได้ให้หลักฐานสนับสนุนเกี่ยวกับการเกิดกลุ่มน้ำบนยูโรปา โดยอิงจากการวิเคราะห์ข้อมูลอย่างละเอียดที่ได้รับการปรับปรุงใหม่จากยานสำรวจอวกาศกาลิเลโอ ซึ่งโคจรรอบดาวพฤหัสบดีระหว่างปี 1995 ถึง 2003 กาลิเลโอบินผ่านยูโรปาในปี 1997 ในระยะห่างเพียง 206 กิโลเมตร (128 ไมล์) จากพื้นผิวดวงจันทร์ และนักวิจัยเสนอว่าอาจบินผ่านกลุ่มน้ำ ซึ่งกิจกรรมของกลุ่มน้ำนี้อาจช่วยนักวิจัยในการค้นหาสิ่งมีชีวิตจากมหาสมุทรใต้พื้นผิวของยูโรปาโดยไม่ต้องลงจอดบนดวงจันทร์. แรงดึงดูดระหว่างโลกและโลกนั้นรุนแรงกว่าอิทธิพลของดวงจันทร์ที่มีต่อโลกประมาณ 1,000 เท่าดวงจันทร์อีกดวงเดียวในระบบสุริยะที่พ่นไอน้ำออกมา คือ เอนเซลาดัส อัตราการปะทุโดยประมาณของยูโรปาอยู่ที่ประมาณ 7000 กิโลกรัม/วินาที เมื่อเทียบกับประมาณ 200 กิโลกรัม/วินาที สำหรับกลุ่มควันของเอนเซลาดัส หากได้รับการยืนยัน จะเปิดโอกาสให้มีการบินผ่านกลุ่มควันเพื่อเก็บตัวอย่างมาวิเคราะห์ในสถานที่ ซึ่งจะช่วยหลีกเลี่ยงการใช้ยานลงจอดเจาะผ่านน้ำแข็งหลายกิโลเมตร.

ในเดือนพฤศจิกายนปี 2020 มีการตีพิมพ์งานวิจัยชิ้นหนึ่งวารสารวิทยาศาสตร์ที่ผ่านการตรวจสอบโดยผู้ทรงคุณวุฒิ Geophysical Research Letters เสนอว่ากลุ่มควันอาจมีต้นกำเนิดมาจากน้ำภายในเปลือกโลกของยูโรปา แทนที่จะมาจากมหาสมุทรใต้พื้นผิว แบบจำลองของงานวิจัยนี้ ซึ่งใช้ภาพจากยานสำรวจอวกาศกาลิเลโอ เสนอว่าการรวมกันของการแข็งตัวและการเพิ่มแรงดันอาจส่งผลให้เกิดกิจกรรมภูเขาไฟน้ำแข็งอย่างน้อยบางส่วน แรงดันที่เกิดจากการเคลื่อนที่ของมวลน้ำเค็มจะทะลุผ่านเปลือกโลกในที่สุด ทำให้เกิดกลุ่มควันเหล่านี้ขึ้น สมมติฐานที่ว่าภูเขาไฟน้ำแข็งบนยูโรปาอาจถูกกระตุ้นโดยการแข็งตัวและการเพิ่มแรงดันของมวลของเหลวในเปลือกน้ำแข็งนั้น เสนอครั้งแรกโดย Sarah Fagents จากมหาวิทยาลัยฮาวายที่มาโนอา ซึ่งในปี 2003 เป็นคนแรกที่สร้างแบบจำลอง และเผยแพร่ผลงานเกี่ยวกับกระบวนการนี้ แถลงการณ์จากห้องปฏิบัติการเจ็ทโพรพัลชันของนาซา ซึ่งอ้างอิงถึงการศึกษาในเดือนพฤศจิกายน 2020 ระบุว่า กลุ่มควันจากมวลของเหลวที่เคลื่อนตัวอาจไม่เอื้อต่อสิ่งมีชีวิตมากนัก เนื่องจากขาดพลังงานที่เพียงพอสำหรับสิ่งมีชีวิตในการเจริญเติบโต ซึ่งแตกต่างจากปล่องความร้อนใต้ทะเลที่คาดการณ์ไว้.

แถลงการณ์จากห้องปฏิบัติการเจ็ทโพรพัลชันของนาซา ซึ่งอ้างอิงถึงการศึกษาในเดือนพฤศจิกายน 2020 ระบุว่า กลุ่มควันจากมวลของเหลวที่เคลื่อนตัวอาจไม่เอื้อต่อสิ่งมีชีวิตมากนัก เนื่องจากขาดพลังงานที่เพียงพอสำหรับสิ่งมีชีวิตในการเจริญเติบโต ซึ่งแตกต่างจากปล่องความร้อนใต้ทะเลที่คาดการณ์ไว้.

แหล่งความร้อน (Sources of heat)

ยูโรปาได้รับพลังงานความร้อนจากความร้อนที่เกิดจากแรงดึงดูดของดวงจันทร์ ซึ่งเกิดขึ้นผ่านกระบวนการเสียดทาน และการเปลี่ยนแปลงรูปร่างเนื่องจากแรงเร่งของแรงดึงดูดพลังงานจากการโคจรและการหมุนจะถูกเปลี่ยนเป็นความร้อนในแกนกลางของดวงจันทร์ มหาสมุทรภายใน และเปลือกน้ำแข็ง.

แรงเสียดทานจากกระแสน้ำ

(Tidal friction)

กระแสน้ำขึ้นน้ำลงในมหาสมุทรถูกเปลี่ยนเป็นความร้อนโดยการสูญเสียจากแรงเสียดทานในมหาสมุทรและการปฏิสัมพันธ์กับพื้นมหาสมุทรที่เป็นของแข็งและเปลือกน้ำแข็งด้านบน ในช่วงปลายปี 2551 มีการเสนอว่าดาวพฤหัสบดีอาจทำให้มหาสมุทรของยูโรปาอบอุ่นโดยการสร้างคลื่นน้ำขึ้นน้ำลงขนาดใหญ่บนยูโรปาเนื่องจากความเอียงของแกนหมุนที่เล็กน้อยแต่ไม่ใช่ศูนย์ สิ่งนี้ก่อให้เกิดคลื่นรอสบี (Rossby waves) ซึ่งเคลื่อนที่ค่อนข้างช้า เพียงไม่กี่กิโลเมตรต่อวัน แต่สามารถสร้างพลังงานจลน์ได้มาก สำหรับการประมาณค่าความเอียงของแกนหมุนในปัจจุบันที่ 0.1 องศา การสั่นพ้องจากคลื่นรอสบีจะมีพลังงานจลน์ 7.3 x 10¹⁸ จูล ซึ่งมากกว่าพลังงานจลน์จากการไหลที่เกิดจากแรงน้ำขึ้นน้ำลงหลักถึงสองพันเท่า การกระจายพลังงานนี้อาจเป็นแหล่งความร้อนหลักของมหาสมุทรของยูโรปา.

การโค้งงอของกระแสน้ำ (Tidal flexing)

การโก่งงอเนื่องจากแรงดึงดูดของดาวพฤหัสบดีและดวงจันทร์ดวงอื่นๆ ที่โคจรรอบดาวพฤหัสบดี ทำให้โครงสร้างภายในและเปลือกน้ำแข็งของยูโรปาเกิดการเปลี่ยนแปลง ซึ่งกลายเป็นแหล่งความร้อน (ปี 1991) ความร้อนที่เกิดจากการไหลของกระแสน้ำในมหาสมุทรอาจมากกว่าความร้อนที่เกิดจากการโก่งงอของแกนหินของยูโรปาอันเนื่องมาจากแรงดึงดูดของดาวพฤหัสบดีและดวงจันทร์อื่นๆ ที่โคจรรอบดาวพฤหัสบดีถึง 100 ถึงหลายพันเท่า ขึ้นอยู่กับปริมาณการเอียง พื้นทะเลของยูโรปาอาจร้อนขึ้นจากการโก่งงออย่างต่อเนื่องของดวงจันทร์ ทำให้เกิดกิจกรรมความร้อนใต้ทะเลคล้ายกับภูเขาไฟใต้ทะเลในมหาสมุทรของโลก (การทดลองและการจำลองแบบน้ำแข็งตีพิมพ์ในปี 2016) ผลการศึกษาชี้ให้เห็นว่า การสูญเสียพลังงานจากการโค้งงอของแผ่นน้ำแข็งยูโรปา สามารถสร้างความร้อนในแผ่นน้ำแข็งได้มากกว่าที่นักวิทยาศาสตร์เคยคาดการณ์ไว้ถึงหนึ่งเท่าตัว ผลการวิจัยยังบ่งชี้ว่า ความร้อนส่วนใหญ่ที่เกิดขึ้นในแผ่นน้ำแข็งนั้น มาจากโครงสร้างผลึก (โครงตาข่าย) ของน้ำแข็งอันเป็นผลมาจากการเสียรูป ไม่ใช่จากแรงเสียดทานระหว่างเม็ดน้ำแข็ง ยิ่งแผ่นน้ำแข็งเสียรูปมากเท่าไร ก็ยิ่งเกิดความร้อนมากขึ้นเท่านั้น.

การสลายกัมมันตภาพรังสี

(Radioactive Decay)

นอกเหนือจากความร้อนจากแรงดึงดูดของดวงจันทร์แล้ว ภายในของยูโรปายังอาจได้รับความร้อนจากการสลายตัวของสารกัมมันตรังสี (ความร้อนจากกัมมันตรังสี) ภายในชั้นหินของดวงจันทร์ได้อีกด้วย แต่แบบจำลองและค่าที่สังเกตได้นั้นสูงกว่าค่าที่เกิดจากความร้อนจากกัมมันตรังสีเพียงอย่างเดียวถึงหนึ่งร้อยเท่า ซึ่งแสดงให้เห็นว่าความร้อนจากแรงดึงดูดของดวงจันทร์มีบทบาทสำคัญกว่าในยูโรปา.

สภาพแวดล้อมพื้นผิว

(Surface environment)

เปลือกน้ำแข็งและพื้นผิว

(Ice shell and surface)

ยูโรปา เป็นวัตถุที่มีพื้นผิวเรียบที่สุดในระบบสุริยะเท่าที่เรารู้จัก โดยไม่มีลักษณะเด่นขนาดใหญ่ เช่น ภูเขาและหลุมอุกกาบาต ร่องรอยเด่นชัดที่ตัดกันไปมาบนยูโรปาดูเหมือนจะเป็นลักษณะการสะท้อนแสงเป็นหลัก ซึ่งเน้นให้เห็นถึงภูมิประเทศที่ต่ำ มีหลุมอุกกาบาตบนยูโรปาน้อยมาก เนื่องจากพื้นผิวของมันมีการเคลื่อนไหวทางธรณีวิทยามากเกินไปและจึงมีอายุน้อย หลุมอุกกาบาตแสดงให้เห็นถึงการมีอยู่ของเกลือไฮเดรตที่ถูกขุดขึ้นมาจากใต้พื้นผิว แต่มีกรดซัลฟิวริกน้อยมาก ซึ่งบ่งชี้ว่าการชนที่ทำให้เกิดหลุมเหล่านั้นเกิดขึ้นเมื่อไม่นานมานี้ เปลือกน้ำแข็งของมันมีค่าการสะท้อนแสง (ความสะท้อนแสง) 0.64 ซึ่งสูงที่สุดค่าหนึ่งในบรรดาดวงจันทร์ทั้งหมด นี่แสดงให้เห็นว่าพื้นผิวมีอายุน้อยและมีการเคลื่อนไหวอยู่ตลอดเวลา จากการประมาณความถี่ของการพุ่งชนของดาวหางที่ยูโรปาได้รับ พื้นผิวจึงมีอายุประมาณ 20 ถึง 180 ล้านปี., มีการตั้งสมมติฐานว่าบริเวณเส้นศูนย์สูตรของดวงจันทร์ยูโรปาอาจปกคลุมไปด้วยแท่งน้ำแข็งที่เรียกว่า "เพนิเทนเตส" ซึ่งอาจสูงถึง 15 เมตร การก่อตัวของแท่งน้ำแข็งเหล่านี้เกิดจากแสงแดดที่ส่องลงมาโดยตรงใกล้เส้นศูนย์สูตร ทำให้โมเลกุลน้ำแข็งระเหิดและเกิดเป็นรอยแตกในแนวตั้ง

แม้ว่าภาพที่ได้จากยานอวกาศกาลิเลโอจะไม่มีความละเอียดเพียงพอที่จะยืนยันได้ แต่ข้อมูลเรดาร์และข้อมูลความร้อนก็สอดคล้องกับข้อสันนิษฐานนี้.

เส้น (Lines)

ลักษณะเด่นที่สุดบนพื้นผิวของยูโรปาคือ ริ้วสีเข้มที่พาดผ่านทั่วทั้งดวง เรียกว่า ลิเนีย (lineae) การตรวจสอบอย่างละเอียดแสดงให้เห็นว่า ขอบของเปลือกยูโรปาที่อยู่ทั้งสองด้านของรอยแตกมีการเคลื่อนที่สัมพันธ์กัน แถบขนาดใหญ่มีความกว้างมากกว่า 20 กิโลเมตร (12 ไมล์) มักมีขอบด้านนอกสีเข้มและไม่ชัดเจน มีริ้วสม่ำเสมอ และมีแถบตรงกลางเป็นวัสดุสีอ่อนกว่า.

สมมติฐานที่น่าจะเป็นไปได้มากที่สุดคือ รอยแตกบนยูโรปาเกิดจากการปะทุของน้ำแข็งอุ่นหลายครั้ง ขณะที่เปลือกของยูโรปาค่อยๆ แผ่ขยายออกเพื่อเผยให้เห็นชั้นที่อุ่นกว่าด้านล่าง ผลกระทบจะคล้ายกับที่พบในสันเขาใต้มหาสมุทรของโลก รอยแตกต่างๆ เหล่านี้เชื่อว่าเกิดจากแรงดึงดูดของดาวพฤหัสบดีเป็นส่วนใหญ่ เนื่องจากยูโรปาถูกล็อกด้วยแรงดึงดูดของดาวพฤหัสบดี ดังนั้นจึงรักษาระดับการวางตัวที่ใกล้เคียงกับดาวพฤหัสบดีเสมอ รูปแบบความเครียดจึงควรมีลักษณะเฉพาะและคาดการณ์ได้ อย่างไรก็ตาม มีเพียงรอยแตกที่อายุน้อยที่สุดของยูโรปาเท่านั้นที่สอดคล้องกับรูปแบบที่คาดการณ์ไว้ รอยแตกอื่นๆ ดูเหมือนจะเกิดขึ้นในทิศทางที่แตกต่างกันมากขึ้นเรื่อยๆ ตามอายุของรอยแตก ปรากฏการณ์นี้อาจอธิบายได้หากพื้นผิวของยูโรปาหมุนเร็วกว่าส่วนภายในเล็กน้อย ซึ่งเป็นไปได้เนื่องจากมหาสมุทรใต้พื้นผิวทำให้พื้นผิวของยูโรปาแยกออกจากเนื้อหินด้านในโดยทางกลไก และอิทธิพลของแรงโน้มถ่วงของดาวพฤหัสบดีที่ดึงดูดเปลือกน้ำแข็งชั้นนอกของยูโรปา การเปรียบเทียบภาพถ่ายจากยานอวกาศวอยเอเจอร์และกาลิเลโอช่วยกำหนดขีดจำกัดสูงสุดของการเลื่อนตัวสมมติฐานนี้ การหมุนครบหนึ่งรอบของเปลือกแข็งด้านนอกเมื่อเทียบกับส่วนภายในของยูโรปาใช้เวลาอย่างน้อย 12,000 ปี การศึกษาภาพจากวอยเอเจอร์และกาลิเลโอได้เปิดเผยหลักฐานของการมุดตัวบนพื้นผิวของยูโรปา ซึ่งบ่งชี้ว่า เช่นเดียวกับรอยแตกที่เปรียบได้กับสันเขาใต้มหาสมุทร แผ่นเปลือกน้ำแข็งที่เปรียบได้กับแผ่นเปลือกโลกบนโลกก็ถูกนำกลับมาใช้ใหม่ในส่วนภายในที่หลอมเหลวเช่นกัน. หลักฐานทั้งการขยายตัวของเปลือกโลกที่แถบ 120l และการบรรจบกันที่บริเวณอื่นๆ บ่งชี้ว่ายูโรปาอาจมีการเคลื่อนที่ของแผ่นเปลือกโลกที่คล้ายกับโลก อย่างไรก็ตาม ฟิสิกส์ที่ขับเคลื่อนการเคลื่อนที่ของแผ่นเปลือกโลกเหล่านี้ไม่น่าจะเหมือนกับฟิสิกส์ที่ขับเคลื่อนการเคลื่อนที่ของแผ่นเปลือกโลกบนโลก เนื่องจากแรงที่ต้านทานการเคลื่อนที่ของแผ่นเปลือกโลกที่อาจเกิดขึ้นได้ในแบบเดียวกับโลกในเปลือกของยูโรปานั้นแข็งแกร่งกว่าแรงที่อาจขับเคลื่อนการเคลื่อนที่เหล่านั้นอย่างมาก.

ความโกลาหลและเลนติคูล่า

(Chaos and lenticulae)

ลักษณะอื่นๆ ที่พบในยูโรปา ได้แก่ เลนติคูล่า (ภาษาละตินแปลว่า "จุดด่าง") รูปวงกลมและวงรี หลายแห่งเป็นรูปโดม บางแห่งเป็นหลุม และบางแห่งเป็นจุดสีดำเรียบๆ บางแห่งมีพื้นผิวขรุขระหรือยุ่งเหยิง ยอดโดมดูเหมือนชิ้นส่วนของที่ราบเก่ารอบๆ ซึ่งบ่งชี้ว่าโดมก่อตัวขึ้นเมื่อที่ราบถูกดันขึ้นมาจากด้านล่าง สมมติฐานหนึ่งกล่าวว่า เลนติคูล่าเหล่านี้เกิดจากไดอะเพียร์ของน้ำแข็งอุ่นที่ลอยขึ้นมาผ่านน้ำแข็งที่เย็นกว่าของเปลือกโลกชั้นนอก คล้ายกับห้องแมกมาในเปลือกโลกของเรา จุดสีดำเรียบๆ อาจเกิดจากน้ำละลายที่ปล่อยออกมาเมื่อน้ำแข็งอุ่นทะลุผ่านพื้นผิว.

จากนั้น เลนติคูล่าที่ขรุขระและกระจัดกระจาย (เรียกว่าบริเวณ "ความโกลาหล" เช่น โคนามารา เคออส) จะก่อตัวขึ้นจากเศษเปลือกโลกชิ้นเล็กๆ จำนวนมาก ฝังอยู่ในวัสดุสีเข้มที่เป็นเนินคล้ายภูเขาน้ำแข็งในทะเลน้ำแข็ง

สมมติฐานทางเลือกอีกประการหนึ่งเสนอว่า เลนติคูล่าแท้จริงแล้วเป็นบริเวณเล็กๆ ของความอลหม่าน และหลุม จุด และโดมที่กล่าวอ้างนั้นเป็นสิ่งผิดปกติที่เกิดจากการตีความภาพถ่ายกาลิเลโอในยุคแรกที่มีความละเอียดต่ำมากเกินไป นั่นหมายความว่าชั้นน้ำแข็งบางเกินไปที่จะรองรับแบบจำลองไดอะพีร์แบบการพาความร้อนในการก่อตัวของลักษณะต่างๆ.

ในเดือนพฤศจิกายนปี 2011 ทีมวิจัยซึ่งรวมถึงนักวิจัยจากมหาวิทยาลัยเท็กซัสที่เมืองออสติน ได้นำเสนอหลักฐานที่บ่งชี้ว่าลักษณะภูมิประเทศแบบ "ภูมิประเทศอลวน" หลายแห่งบนดวงจันทร์ยูโรปาตั้งอยู่บนทะเลสาบน้ำขนาดใหญ่

ทะเลสาบเหล่านี้จะถูกห่อหุ้มไว้อย่างสมบูรณ์ภายในเปลือกน้ำแข็งชั้นนอกของยูโรปา และแตกต่างจากมหาสมุทรที่เป็นของเหลวซึ่งเชื่อว่ามีอยู่ลึกลงไปใต้เปลือกน้ำแข็ง การยืนยันการมีอยู่ของทะเลสาบอย่างสมบูรณ์จะต้องใช้ภารกิจอวกาศที่ออกแบบมาเพื่อสำรวจเปลือกน้ำแข็งทั้งทางกายภาพหรือทางอ้อม เช่น การใช้เรดาร์ ลักษณะของภูมิประเทศที่วุ่นวายอาจเป็นผลมาจากการละลายของเปลือกน้ำแข็งที่เพิ่มขึ้นและการสะสมของน้ำแข็งในทะเลที่ละติจูดต่ำอันเป็นผลมาจากความร้อนที่ไม่สม่ำเสมอ งานวิจัยที่ตีพิมพ์โดยนักวิจัยจากวิทยาลัยวิลเลียมส์ชี้ให้เห็นว่าภูมิประเทศที่วุ่นวายอาจเป็นบริเวณที่ดาวหางพุ่งชนทะลุผ่านเปลือกน้ำแข็งและลงไปในมหาสมุทรที่อยู่ด้านล่าง.

สภาพแวดล้อมการแผ่รังสี

(Radiation environment)

ระดับรังสีไอออนไนซ์ที่พื้นผิวของยูโรปาเทียบเท่ากับปริมาณรังสีประมาณ 5.4 ซีเวอร์ต (540 เรม) ต่อวัน ซึ่งเป็นปริมาณที่อาจทำให้มนุษย์เจ็บป่วยอย่างรุนแรงหรือเสียชีวิตได้หากได้รับรังสีในหนึ่งวันบนโลก (24 ชั่วโมง) โดยหนึ่งวันบนยูโรปามีความยาวประมาณ 3.5 เท่าของหนึ่งวันบนโลก.

บรรยากาศ (Atmosphere)

บรรยากาศของยูโรปาจัดได้ว่าเป็นชั้นบรรยากาศที่บางและเบาบาง (มักเรียกว่าชั้นเอกโซสเฟียร์) ซึ่งประกอบด้วยออกซิเจนเป็นหลักและมีไอน้ำในปริมาณเล็กน้อย อย่างไรก็ตาม ออกซิเจนในปริมาณนี้เกิดขึ้นจากกระบวนการที่ไม่ใช่ชีวภาพ เนื่องจากพื้นผิวของยูโรปาเป็นน้ำแข็งและเย็นจัด เมื่อรังสีอัลตราไวโอเลตจากดวงอาทิตย์และอนุภาคที่มีประจุ (ไอออนและอิเล็กตรอน) จากสภาพแวดล้อมของสนามแม่เหล็กของดาวพฤหัสบดี พุ่งชนพื้นผิวของยูโรปา จะทำให้เกิดไอน้ำขึ้นและแยกตัวออกเป็นออกซิเจนและไฮโดรเจนในทันที เมื่อเคลื่อนที่ต่อไป ไฮโดรเจนจะมีน้ำหนักเบาพอที่จะผ่านแรงโน้มถ่วงของพื้นผิวชั้นบรรยากาศไปได้ เหลือไว้เพียงออกซิเจนเท่านั้น. ชั้นบรรยากาศที่อยู่บนพื้นผิวเกิดจากการสลายตัวของโมเลกุลด้วยรังสี (radiolysis) ชั้นบรรยากาศออกซิเจนที่สะสมนี้สามารถสูงขึ้นไปถึง 190 กิโลเมตร (120 ไมล์) เหนือพื้นผิวของยูโรปา โมเลกุลออกซิเจนเป็นองค์ประกอบที่หนาแน่นที่สุดในชั้นบรรยากาศเพราะมีอายุยืนยาว หลังจากกลับลงสู่พื้นผิวแล้ว มันจะไม่เกาะติด (แข็งตัว) เหมือนโมเลกุลน้ำหรือไฮโดรเจนเปอร์ออกไซด์ แต่จะหลุดออกจากพื้นผิวและเริ่มต้นวิถีโค้งอีกครั้ง โมเลกุลไฮโดรเจนไม่เคยไปถึงพื้นผิว เพราะมันเบาพอที่จะหลุดพ้นจากแรงโน้มถ่วงของพื้นผิวยูโรปา ยูโรปาเป็นหนึ่งในดวงจันทร์ไม่กี่ดวงในระบบสุริยะที่มีชั้นบรรยากาศที่สามารถวัดปริมาณได้ เช่นเดียวกับไททัน ไอโอ ไทรทัน แกนีมีด และคาลิสโต ยูโรปายังเป็นหนึ่งในดวงจันทร์หลายดวงในระบบสุริยะที่มีน้ำแข็ง (สารระเหย)

ในปริมาณมาก หรือที่รู้จักกันในชื่อ "ดวงจันทร์น้ำแข็ง" ยูโรปาถือเป็นดวงจันทร์ที่มีกิจกรรมทางธรณีวิทยาอย่างต่อเนื่อง เนื่องจากมีการปล่อยส่วนผสมของไฮโดรเจนและออกซิเจนออกสู่อวกาศอย่างสม่ำเสมอ ผลจากการปะทุของอนุภาคบนดวงจันทร์ ทำให้ชั้นบรรยากาศต้องการการเติมเต็มอย่างต่อเนื่อง ยูโรปายังมีสนามแม่เหล็กขนาดเล็ก (ประมาณ 25% ของสนามแม่เหล็กของแกนีมีด) อย่างไรก็ตาม ขนาดของสนามแม่เหล็กนี้จะเปลี่ยนแปลงไปตามการโคจรของยูโรปาผ่านสนามแม่เหล็กของดาวพฤหัสบดี ซึ่งยืนยันว่าอาจมีองค์ประกอบนำไฟฟ้า เช่น มหาสมุทรขนาดใหญ่ อยู่ใต้พื้นผิวน้ำแข็งของมัน จากการศึกษาหลายครั้งเกี่ยวกับชั้นบรรยากาศของยูโรปา พบว่าโมเลกุลออกซิเจนไม่ได้ถูกปล่อยออกสู่ชั้นบรรยากาศทั้งหมด ออกซิเจนส่วนที่ไม่ทราบเปอร์เซ็นต์นี้อาจถูกดูดซับเข้าสู่พื้นผิวและจมลงสู่ใต้พื้นผิว เนื่องจากพื้นผิวอาจมีปฏิสัมพันธ์กับมหาสมุทรใต้พื้นผิว (โดยพิจารณาจากการอธิบายทางธรณีวิทยาข้างต้น) ออกซิเจนโมเลกุลนี้จึงอาจเดินทางไปยังมหาสมุทร ซึ่งอาจช่วยในกระบวนการทางชีวภาพได้ การประมาณการหนึ่งชี้ให้เห็นว่า เมื่อพิจารณาจากอัตราการหมุนเวียนที่อนุมานได้จากอายุสูงสุดของน้ำแข็งบนพื้นผิวของยูโรปาที่ประมาณ -0.5 พันล้านปี การจมตัวลงของสารออกซิไดซ์ที่เกิดจากการแผ่รังสีอาจนำไปสู่ความเข้มข้นของออกซิเจนอิสระในมหาสมุทรที่เทียบได้กับความเข้มข้นในมหาสมุทรลึกบนโลก.

จากการปล่อยออกซิเจนและไฮโดรเจนอย่างช้าๆ ทำให้เกิดวงแหวนที่เป็นกลางรอบระนาบวงโคจรของยูโรปา "เมฆที่เป็นกลาง" นี้ถูกตรวจพบโดยยานอวกาศแคสสินีและกาลิเลโอ และมีปริมาณ (จำนวนอะตอมและโมเลกุล) มากกว่าเมฆที่เป็นกลางที่ล้อมรอบดวงจันทร์ชั้นในของดาวพฤหัสบดี วงแหวนนี้ได้รับการยืนยันอย่างเป็นทางการโดยใช้การถ่ายภาพอะตอมที่เป็นกลางที่มีพลังงานสูง (ENA) วงแหวนของยูโรปาจะแตกตัวเป็นไอออนผ่านกระบวนการที่อนุภาคที่เป็นกลางแลกเปลี่ยนอิเล็กตรอนกับอนุภาคที่มีประจุ เนื่องจากสนามแม่เหล็กของยูโรปาหมุนเร็วกว่าความเร็ววงโคจร ไอออนเหล่านี้จึงตกค้างอยู่ในเส้นทางของสนามแม่เหล็ก ทำให้เกิดพลาสมา มีการตั้งสมมติฐานว่าไอออนเหล่านี้เป็นสาเหตุของพลาสมาภายในแมกนีโตสเฟียร์ของดาวพฤหัสบดี.

เมื่อวันที่ 4 มีนาคม 2024 นักดาราศาสตร์รายงานว่าพื้นผิวของดวงจันทร์ยูโรปาอาจมีออกซิเจนน้อยกว่าที่เคยคาดการณ์ไว้มาก.

การค้นพบบรรยากาศ

บรรยากาศของยูโรปาเป็นครั้งแรก

(Discovery of atmosphere

The atmosphere of Europa was first)

การค้นพบนี้เกิดขึ้นในปี ค.ศ. 1960 โดยนักดาราศาสตร์ ดี. ที. ฮอลล์ และคณะ โดยใช้เครื่องมือ Goddard High Resolution Spectrograph ของกล้องโทรทรรศน์อวกาศฮับเบิล การสังเกตการณ์นี้ได้รับการสนับสนุนเพิ่มเติมในปี ค.ศ. 1960 โดยยานอวกาศกาลิเลโอระหว่างภารกิจในระบบดาวพฤหัสบดี ยานอวกาศกาลิเลโอได้ทำการสังเกตการณ์การบังคลื่นวิทยุของยูโรปา 3 ครั้ง ซึ่งการติดต่อสื่อสารทางวิทยุระหว่างยานกับโลกถูกปิดกั้นชั่วคราวเนื่องจากโคจรผ่านด้านหลังยูโรปา จากการวิเคราะห์ผลกระทบของชั้นบรรยากาศที่เบาบางของยูโรปาที่มีต่อสัญญาณวิทยุทั้งก่อนและหลังการบังคลื่น รวมทั้งหมด 6 ครั้ง ทีมงานนักดาราศาสตร์นำโดย เอ. เจ. คลิโอเร ได้ยืนยันการมีอยู่ของชั้นไอออนในชั้นบรรยากาศของยูโรปา.

สภาพภูมิอากาศ และสภาพอากาศ

(Climate and weatheredit)

แม้จะมีวงแหวนก๊าซอยู่ แต่ยูโรปาไม่มีเมฆที่ก่อให้เกิดสภาพอากาศ โดยรวมแล้ว ยูโรปาไม่มีลม ฝน หรือสีของท้องฟ้า เนื่องจากแรงโน้มถ่วงต่ำเกินไปที่จะรักษาสภาพบรรยากาศที่หนาแน่นพอที่จะก่อให้เกิดปรากฏการณ์เหล่านั้นได้ แรงโน้มถ่วงของยูโรปาอยู่ที่ประมาณ 13% ของโลก อุณหภูมิบนยูโรปาแตกต่างกันไปตั้งแต่ -160 องศาเซลเซียสที่เส้นศูนย์สูตร ไปจนถึง -220 องศาเซลเซียสที่ขั้วใดขั้วหนึ่ง มหาสมุทรใต้พื้นผิวของยูโรปาเชื่อว่ามีอุณหภูมิใกล้เคียง 273 เคลวิน (0 องศาเซลเซียส) มีการตั้งสมมติฐานว่าเนื่องจากความร้อนจากกัมมันตรังสีและแรงดึงดูด (ดังที่กล่าวไว้ในหัวข้อข้างต้น) อาจมีบางจุดในส่วนลึกของมหาสมุทรยูโรปาที่เย็นกว่ามหาสมุทรของโลกเพียงเล็กน้อย การศึกษาต่างๆ ยังสรุปได้ว่ามหาสมุทรของยูโรปาอาจมีสภาพเป็นกรดค่อนข้างมากในตอนแรกมีซัลเฟตในปริมาณมาก แคลเซียมและคาร์บอนไดออกไซด์ อย่างไรก็ตาม ในช่วงเวลากว่า 4.5 พันล้านปี มหาสมุทรก็กลายเป็นอุดมไปด้วยคลอไรด์ จึงคล้ายกับมหาสมุทรที่มีคลอไรด์ 1.94% บนโลกของเรา.

ปริญญาเอก (Ph.D) 🇹🇭 /อำเภอเกาะลันตา

ผู้ทำการสำรวจ / บันทึกภาพ

โดย : น.ส รัชรินทร์ดา เตชะประสาน 🇹🇭

พิกัด : เกาะลันตา 🇹🇭

ตำบลศาลาด่าน อำเภอเกาะลันตา จังหวัดกระบี่

ประเทศไทย 🇹🇭

เรียบเรียงบทความภาษาอังกฤษ ไทย 🇹🇭

โดย : น.ส รัชรินทร์ดา เตชะประสาน 🇹🇭

เคลียร์มิลลี่ 8888 🇹🇭

ประเทศไทย 2569 🇹🇭

วันที่ 18 เดือน เมษายน พ.ศ 2569 🇹🇭

เวลา 22 : 06 น. 🇹🇭

#StellariumThailand🇹🇭

#ThailandBrandKingRama10👑🇹🇭

#KingRama10NumberOneInTheWorld👑🇹🇭

#QueenKlearmilly8888👑🇹🇭

#Klearmilly8888🇹🇭

https://www.facebook.com/share/p/1E6dgNTNH9/

https://www.facebook.com/share/p/1BCTnx24rR/