Tlenowa atmosfera Europy

Europa jest szóstym co do wielkości księżycem Układu Słonecznego. Zalicza się również do czterech tzw. galileuszowych księżyców Jowisza, bez problemu widocznych przy pomocy lornetki lub niewielkiego teleskopu. Europa jest jasna, jej powierzchnia jest pokryta skorupą lodu wodnego, dzięki czemu ciało świetnie odbija padające nań światło słoneczne.

Jednak szczególną uwagę zwraca skład atmosfery tego księżyca. Mimo, że jest ona cieniutka, to jednak zaskakuje nietypowym zestawieniem komponentów). Gazy znajdujące się przy jego powierzchni składają się w głównej mierze z tlenu. Kosmiczny teleskop Hubble’a zarejestrował linie emisyjne pochodzące od tlenu będącego produktem dysocjacji cząsteczek O2. Jednak badania wskazują na przewagę tlenu cząsteczkowego nad atomowym (w najniższych warstwach). Obecność tego pierwiastka prawdopodobnie zawdzięczamy wodzie pochodzącej ze skorupy Europy. Lód sublimuje, a uwolnione cząsteczki pary wodnej ulegają fotolizie. Wodór- jako niezwykle lekki- opuszcza atmosferę, z kolei tlen atomowy pozostaje w jej obszarze, ulegając jedynie stopniowej asocjacji do tlenu cząsteczkowego (2O –> O2).

Oprócz sublimacji wody, na powierzchni Europy ma również miejsce rozpylanie drobin lodu (wzbijanie się ich nad powierzchnię) oraz radioliza (pod wpływem docierającego na powierzchnię promieniowania). Uwolniony tlen nie powraca z powrotem na powierzchnię księżyca i nie jest w niej zatrzymywany w mierzalnym stopniu, gdyż w owych warunkach tlen ani nie kondensuje, nie skrapla się, ani też nie reaguje z powierzchnią. Z tego powodu pozostaje jako gazowy składnik zasilając atmosferę księżyca.

Tlen atomowy (jako dwukrotnie lżejszy od cząsteczkowego) unosi się ku górnym warstwom atmosfery- co zilustrowano na diagramie. Jego żywotność w tej warstwie to ok. 7,2 doby. Następnie atomowy tlen ulega jonizacji pod wpływem promieniowania i traci elektrony, tym samym zyskując ładunek.

Promień Europy to nieco ponad 1.500 km. Do wysokości ok. 8,7 promieni Europy, wpływ sił grawitacyjnych Europy przeważa nad wpływem sił grawitacyjnych Jowisza (planety macierzystej). Najwyższe stężenie tlenu cząsteczkowego O2 obserwujemy na wysokości nie większej niż kilkaset kilometrów od powierzchni księżyca.

Na wysokości od 2 promieni Europy (licząc od środka obiektu) znajduje się jonosfera, a więc taki obszar atmosfery, gdzie neutralne dotąd gazy (neutralne pod względem ładunku elektrycznego), na skutek m.in. działania promieniowania UV ulegają jonizacji (np. tracą elektrony zyskując ładunek).

W odległości ok. 5 – 30 promieni Europy (a więc w górnych partiach atmosfery) zarejestrowano obecność molekuł sodu oraz potasu (metali aktywnych 1. grupy układu okresowego – niestety, z opracowań nie wynika, czy chodzi tu o sód i potas w postaci metalicznej czyli neutralnych atomów, czy jako jony Na+ oraz K+).