Atmosfera di Europa

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L'atmosfera di Europa, uno dei satelliti maggiori di Giove, è composta prevalentemente da ossigeno molecolare (O2). La pressione superficiale corrisponde ad 0,1 μPa, cioè un valore 10−12 volte quello dell'atmosfera terrestre.

CaratteristicheModifica

Le osservazioni compiute dallo spettrografo ad alta risoluzione Goddard del Telescopio Spaziale Hubble nel 1995, rivelarono che Europa aveva un'atmosfera molto tenue, composta prevalentemente da ossigeno molecolare (O2).[1][2] La pressione superficiale su Europa equivale a 0,1 μPa, cioè un valore 10−12 volte quello dell'atmosfera terrestre. Questo significa che a temperatura e pressione corrispondenti a quelle dell'atmosfera terrestre a livello del mare, l'ossigeno presente su Europa sarebbe sufficiente per riempire all'incirca una dozzina di stadi coperti. Nel 1997, la sonda Galileo confermò la presenza di una tenue ionosfera attorno ad Europa creata dalle radiazioni solari e dalle particelle altamente energetiche provenienti dalla magnetosfera di Giove[3][4] confermando così la presenza di una atmosfera.

A differenza dell'ossigeno dell'atmosfera terrestre, l'ossigeno molecolare dell'atmosfera di Europa non è di origine biologica, ma è provocato dalla radiolisi, cioè la dissociazione delle molecole causata dalle radiazioni.[5] Le particelle cariche (ioni ed elettroni) provenienti dalla magnetosfera di Giove, collidono con la superficie ghiacciata del satellite causando la scomposizione del ghiaccio superficiale nei suoi costituenti idrogeno e ossigeno.[6] L'idrogeno, che è più leggero, riesce a vincere l'attrazione gravitazionale del satellite e viene disperso nello spazio. L'ossigeno invece, più denso e pesante, rimane più a lungo nell'atmosfera anche perché non congela a contatto della superficie come fanno invece l'acqua o il perossido di idrogeno (acqua ossigenata) e rientra quindi in ciclo nell'atmosfera.[7][8]

Osservazioni della superficie hanno rivelato che una parte dell'ossigeno molecolare prodotto per radiolisi non viene strappato dalla superficie e pertanto può interagire con l'oceano ghiacciato, che si suppone presente appena sotto la crosta a causa dell'effetto di riscaldamento mareale esercitato dall'attrazione del pianeta; questo ossigeno potrebbe anche interagire con l'acqua dell'oceano sottostante e prendere parte a qualche processo biologico.[9] Uno studio basato sull'età del ghiaccio superficiale di Europa, stimata in 500 milioni di anni, ritiene che la subduzione di questo ossigeno nell'oceano sottostante potrebbe aver dato luogo a una concentrazione di ossigeno libero paragonabile a quella delle profondità oceaniche terrestri.[10]

L'idrogeno molecolare sfuggito alla gravità del satellite, assieme all'ossigeno atomico e neutro, va a formare un anello toroidale di gas attorno al satellite. Questa nube di gas è stata rilevata sia dalla sonda Cassini che dalla Galileo e ha un contenuto di molecole superiore a quello della nube di Io, l'altro satellite interno di Giove. In base ai calcoli, tutte le molecole di questo anello toroidale dovrebbero essere ionizzate, fornendo così un supporto al plasma magnetosferico di Giove.[11]

NoteModifica

  1. ^ Hall, D. T. et al.; Detection of an oxygen atmosphere on Jupiter's moon Europa, Nature, Vol. 373 (23 February 1995), 677–679 (accessed 15 April 2006).
  2. ^ Donald Savage, Jones, Tammy; Villard, Ray, Hubble Finds Oxygen Atmosphere on Europa, su Project Galileo, NASA, Jet Propulsion Laboratory, 23 febbraio 1995. URL consultato il 17 agosto 2007 (archiviato dall'url originale il 31 maggio 2010).
  3. ^ A. J. Kliore, Hinson, D. P.; Flasar, F. M.; Nagy, A. F.; Cravens, T. E., The Ionosphere of Europa from Galileo Radio Occultations, in Science, vol. 277, n. 5324, luglio 1997, pp. 355–358, DOI:10.1126/science.277.5324.355, PMID 9219689. URL consultato il 10 agosto 2007.
  4. ^ Galileo Spacecraft Finds Europa has Atmosphere, su Project Galileo, NASA, Jet Propulsion Laboratory, luglio 1997. URL consultato il 10 agosto 2007 (archiviato dall'url originale il 2 aprile 2009).
  5. ^ Johnson, Robert E.; Lanzerotti, Louis J.; and Brown, Walter L., Planetary applications of ion induced erosion of condensed-gas frosts, su adsabs.harvard.edu, 1982. URL consultato il 20 dicembre 2007.
  6. ^ V. I. Shematovich, Cooper, J. F.; Johnson, R. E., Surface-bounded oxygen atmosphere of Europa, in EGS - AGU - EUG Joint Assembly, Abstracts from the meeting held in Nice, France, aprile 2003. URL consultato il 10 agosto 2007.
  7. ^ M. C. Liang, Lane, B. F.; Pappalardo, R. T. et al., Atmosphere of Callisto (PDF), in Journal of Geophysics Research, vol. 110, 2005, pp. E02003, DOI:10.1029/2004JE002322 (archiviato dall'url originale il 12 dicembre 2011).
  8. ^ W.H. Smyth, Marconi, M.L., Processes Shaping Galilean Satellite Atmospheres from the Surface to the Magnetosphere (PDF), Workshop on Ices, Oceans, and Fire: Satellites of the Outer Solar System, Boulder, Colorado - Abstracts, 15 agosto 2007, pp. 131-132.
  9. ^ Chyba, Christopher F.; and Hand, Kevin P.; Life without photosynthesis Archiviato il 19 aprile 2008 in Internet Archive..
  10. ^ Hand, Kevin P.; Carlson, Robert W.; Chyba, Christopher F., Energy, Chemical Disequilibrium, and Geological Constraints on Europa, in Astrobiology, vol. 7, n. 6, dicembre 2007, pp. 1006–1022, Bibcode:2007AsBio...7.1006H, DOI:10.1089/ast.2007.0156, PMID 18163875.
  11. ^ William H. Smyth, Marconi, Max L., Europa's atmosphere, gas tori, and magnetospheric implications, in Icarus, vol. 181, n. 2, 2006, p. 510, Bibcode:2006Icar..181..510S, DOI:10.1016/j.icarus.2005.10.019.

Voci correlateModifica

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