欧罗巴是木星的天然卫星或卫星，由意大利天文学家伽利略·伽利莱（1564-1642）在1610年发现。它与木卫三，艾奥和卡利斯托一起，是所谓的伽利略卫星的一部分。它的名字来自希腊神话中的一个人物：欧罗巴是克里特岛米诺斯国王的母亲，克里特岛是众神之王的众多恋人之一。
德国天文学家西蒙·马吕斯（Simon Marius）是伽利略（Galileo）的当代人，在他的作品中提出了这个名字，这也归功于伽利略（Galileo）宣布发现木星后才发现它。
图1.伽利略任务拍摄的欧罗巴的自然彩色图像，线条可能是岩石裸露的地壳中的裂缝。资料来源：维基共享资源。NASA / JPL / DLR /公共领域
伽利略最初提出的带有罗马数字的名称是该卫星目前使用的另一种名称。因此，欧罗巴也是木星II，因为它是第二个接近地球的伽利略卫星（艾奥是最接近的卫星，但还有另外四个较小的卫星）。
最终，天文学家因马里乌斯的建议而堕落，马里乌斯可能独立于伽利略发现了这些卫星。
围绕木星运行的伽利略卫星的发现是科学的里程碑。它加强了哥白尼的日心说理论，并使人类意识到地球不是宇宙的中心。
然而，用望远镜绕木星运行时，伽利略卫星作为细小的光点保留了很长时间。
直到先锋号，旅行者号，伽利略号和新视野号的无人飞行任务带来了有关欧罗巴和巨型行星其余卫星的大量信息。
一般特征
可能的适居性
欧罗巴比月球略小，其表面下有一片海洋，并受到木星磁场的保护免受太阳风的侵蚀，这使其具有一定的可居住性。
图2.左下方的欧罗巴与地球和月球的相对大小。资料来源：维基共享资源。Apollo 17整个地球的图片：NASAT满月的望远镜图像：Gregory H. Revera欧罗巴的图像：NASA / JPL /公共领域
此外，欧洲可能是构造性的。除地球外，到目前为止，尚无其他具有复杂地质特征的天体。
大气层
它也有一种脆弱的但充满氧气的气氛，它的密度虽然不及地球高，但它的组成中蕴含着大量的岩石。
表面
冻结的表面非常光滑，几乎未与图1中所示的线交叉。
这些线可能反映了覆盖欧罗巴的100-150 km厚的冰壳中的应力，并暴露出下面的岩石，在该岩石下存在液态水。
由于潮汐变暖，欧罗巴内部有足够的热量维持海洋。
人们通常将潮汐视为海洋质量的典型现象，但是重力引力不仅使水流失，而且使岩石流失。这些过程带来了摩擦，从而将轨道运动的能量耗散为热量。
无磁场
通过测量无人飞行任务产生的磁场，可以知道欧罗巴缺乏自己的磁场。但是他们还检测到地壳下存在铁芯和一层富含矿物质的水。
这些测量结果表明，到达欧洲的旅行者的指南针将经历剧烈的摆动，尤其是在最大程度接近木星的情况下。正是木星的强磁场与地下土壤的导电材料相互作用，引起这些波动。
欧洲的反照率
众所周知，欧罗巴的表面结冰且略有不平整，这不仅是由于通过图像获得的信息，而且还因为其反照率的测量结果。
天体或其他性质的任何物体的反照率是其反射的光的一部分。这就是为什么其值的范围是0到1。
如果反照率是0，则表示对象吸收了所有光而没有反射任何东西，相反，如果反照率是1，则表示它完全反射了光线。
镜子是具有大反照率的物体，而欧罗巴的反射率是0.69。这意味着它反射了到达其表面的大约69％的光，这表明覆盖在其上的冰块是干净的且较新的。
因此，欧罗巴的表面相对较年轻，估计大约有1000万年的历史。有旧冰的表面往往很暗，反照率也较低。
另一个有利的事实是，欧罗巴的表面几乎没有任何撞击坑，表明足够的地质活动可以消除撞击的证据。
这些少数陨石坑之一出现在图1的底部。它是一个痣状的光点，中心是一个暗中心，称为Pwyll陨石坑，以纪念黑社会的凯尔特人神灵。
欧洲主要物理特征摘要
翻译运动
欧罗巴围绕木星绕轨道运行，周期仅为3个半天。
欧罗巴平移运动的一个特点是它与木星同步旋转。因此，它总是向地球显示相同的面孔，就像月亮对地球一样。这种现象也称为潮汐耦合。
图3.由于同步旋转，木卫二始终向木星显示相同的面孔。资料来源：NASA。
潮汐耦合的特征在于，物体需要花费相同的时间才能绕行最大质量的物体（在本例中为木星），因为它绕其自身的轴线旋转了一整圈。
解释是天体不是点质量，而是具有可观尺寸的物体。因此，木星施加在其卫星上的重力不是均匀的，在最近的一侧更强，而在远端的更低。
这在欧罗巴产生了周期性的变形，也受到附近其他伽利略卫星（Ganymede和Io）定期施加的重力的影响。
结果是引力在一种称为轨道共振的现象中放大，这是因为其他卫星以精确的时间间隔引向欧罗巴。
拉普拉斯共振
当然，欧洲与其他卫星也是如此，从而在所有这些卫星之间创造了一种和谐。
伽利略卫星的相互引力作用被称为拉普拉斯共振，它的发现者是法国数学家和天文学家皮埃尔·西蒙·德拉普拉斯（Pierre Simon de Laplace），于1805年诞生。
物理学中有几种共振。这是一种罕见的共振，其中三个卫星的旋转周期为1：2：4。施加在该系统任何成员上的任何力都通过重力相互作用传递给其他成员。
图4.伽利略卫星之间的轨道共振动画。资料来源：维基共享资源。用户：Matma Rex /公共领域。
因此，潮汐力使整个欧洲都受到凸耳和压力的作用，而凸耳和压力导致上述的加热。这也使欧罗巴内部充满了液态水。
旋转运动
欧罗巴绕其自身的轴线有旋转运动，正如我们所说的，由于与木星的潮汐耦合，其旋转运动的持续时间与轨道周期相同。
组成
欧洲与地球上存在着相同的元素。在大气层中，核心是氧气，铁和硅酸盐，而水是最引人注目的物质，占据了地壳以下的层。
木卫二下的水富含矿物质盐，例如氯化钠或食盐。硫酸镁和硫酸的存在可能部分解释了横穿卫星表面的红线。
人们还认为，在欧洲，由于紫外线辐射，形成了tholins（有机化合物）。
在诸如欧罗巴和土星的卫星泰坦之类的冰冷世界中，普遍存在索林。形成碳，氮和水是必需的。
内部结构
欧罗巴的内部结构与地球相似，因为它具有核心，地幔和地壳。它的密度以及Io的密度都高于其他两个伽利略卫星的密度，表明硅酸盐含量更高。
图5.根据理论模型，四个伽利略卫星的内部结构。资料来源：库特纳，M。天文学：一种物理观点。
欧罗巴的核心不是由熔融金属制成（与Io相反），这表明地壳下的水具有较高的矿物质含量，因为欧罗巴的磁性来自于良好导体（例如水与盐）之间的相互作用和木星的强磁场。
岩石地幔中有大量的放射性元素，它们在衰变时会释放能量，并构成欧洲大陆内部热量的另一来源，除了潮汐加热。
在某些区域，最外层的水（部分为冰冻而部分为液体）的厚度估计为100 km，尽管其他人则称其仅为200 m。
无论如何，专家都同意，欧罗巴的液态水量可能是地球上的两倍。
人们还认为，如图6所示，在冰壳的缝隙中有湖泊，这些湖泊也可能蕴藏着生命。
冰冷的表面与从木星辐射带发出的带电粒子不断相互作用。木星的强磁性会加速电荷并使它们通电。因此，颗粒到达表面冰，并使水分子碎裂。
在此过程中释放了足够的能量，足以在欧罗巴周围形成炽热的气体云团，卡西尼号探测器朝土星行驶时观察到。
图6.根据使用可用信息创建的模型的欧洲内部结构。资料来源：维基共享资源。
地质学
无人飞行任务不仅提供了有关欧罗巴的大量信息，不仅因为它们发送了许多关于地面的高分辨率图像，而且还因为欧罗巴对航天器的引力作用。
图像显示出非常浅的黄色表面，与其他伽利略卫星不同，没有明显的地形，例如高耸的山脉或著名的陨石坑。
但是最引人注目的是连续相交的弯曲线网络，我们在图1中清楚地看到了这一点。
科学家们认为，这些线源于冰层中的深裂。更仔细地观察，这些线条的边缘较暗，中央条纹较浅，这被认为是大型间歇喷泉的产物。
图7.哈勃看到的欧罗巴间歇泉。资料来源：NASA。
哈勃太空望远镜的观测报告显示，这些高耸的蒸汽（羽状柱）高出几公里，是由内部从裂缝中升起的暖水组成的。
一些分析揭示了矿物质含量高的水留下的痕迹，随后被蒸发了。
欧罗巴地壳下可能存在俯冲过程，就像它们发生在地球上一样，在该俯冲过程中，构造板块在边缘汇聚，在所谓的俯冲带中相对移动。
但是与地球不同，板块是由冰制成的，它们在液态海洋上移动，而不是像在地球上那样在岩浆上移动。
欧洲可能的可居住性
许多专家认为，欧洲海洋富含氧气，因此可以包含微生物。此外，欧洲虽然大气稀薄，但存在氧气，这是维持生命所必需的元素。
维持生命的另一种选择是将湖泊封装在欧罗巴的冰壳中。目前，它们只是假设，缺少更多证据来证实它们。
仍在增加一些证据以加强这一假设，例如地壳中存在粘土矿物，这些粘土矿物在地球上与有机物有关。
根据新发现，在欧罗巴表面发现的另一种重要物质是氯化钠或食盐。科学家发现，在欧洲流行的条件下，食盐会变成淡黄色，从卫星表面可以看到。
如果这种盐来自欧洲海洋，则意味着它们极有可能与陆地相似，并且有可能掩盖生命。
这些发现并不一定意味着欧洲有生命，但是，如果得到证实，这颗卫星具有足够的发展条件。
NASA已经有一个名为Europa Clipper的任务，该任务目前正在开发中，并可能在未来几年内启动。
其目标之一是研究欧罗巴的表面，卫星的地质及其化学成分，以及确认地壳下海洋的存在。我们将不得不等待更长的时间才能找到答案。
参考文献
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- 维基百科。欧洲（月亮）。摘自：en.wikipedia.org。
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