エウロパ (衛星)
エウロパは、木星の他の3つの大きな衛星であるイオ、ガニメデとカリストと共に、ガリレオ・ガリレイによって1610年1月に発見された。またおそらくシモン・マリウスも同時期に独立に発見している。ガリレオが初めて木星の衛星を発見したのは1610年1月7日であり、パドヴァ大学において屈折望遠鏡を用いた観測で木星の周囲にある3つの天体を発見した。しかしこの時は望遠鏡が低倍率であったためイオとエウロパを分解できず、この2つは単一の光点としてしか観測されなかった。翌日の1610年1月8日になって、ガリレオはイオとエウロパを初めて別々の天体として認識した。そのため、国際天文学連合ではガニメデとカリストの発見日は1610年1月7日としているものの、エウロパとイオについては初めて個別の天体として観測された日である1610年1月8日を発見日としている。ガリレオによって発見されたこれらの4つの衛星は、合わせてガリレオ衛星と呼ばれている。
1614年にシモン・マリウスが出版した『Mundus Jovialis』の中で、マリウスはガリレオの発見より1週間前の1609年にエウロパやその他のガリレオ衛星を発見したと主張した。ガリレオはこの主張を疑い、マリウスのこの著作は盗作であるとして退けた。マリウスの観測記録はユリウス暦の1609年12月29日から始まっており、これはガリレオが用いていたグレゴリオ暦では1610年1月8日にあたる。ガリレオがマリウスより先に発見を発表していることから、ガリレオが発見者として記録されている。
1995年に行われたハッブル宇宙望遠鏡の高分散分光器を用いた観測で、エウロパに酸素分子 (O2) を主成分とする薄い大気が存在することが明らかになった。エウロパの大気の表面圧力は 0.1 μPa であり、これは地球の大気圧の 10 倍に相当する。さらに1997年にはガリレオ探査機の観測によって、荷電粒子からなる高層大気層である希薄な電離圏の存在が確認された。この電離圏は太陽放射と木星の磁気圏からの高エネルギー粒子によって形成されており、これはエウロパに大気が存在することを支持する証拠である。
地球の大気中に存在する酸素とは異なり、エウロパの大気中の酸素は生命起源ではない。エウロパ表面に重力的に束縛されている大気は、放射線によって分子が解離する反応である放射線分解によって形成されている。太陽からの紫外線と木星磁気圏からの荷電粒子 (イオンと電子) がエウロパの表面の氷に衝突し、水分子を酸素と水素に分解する。こうして生成された成分は吸着され、その後スパッタリングを受けて大気中に放出される。スパッタリングとは、天体の表面に高速の粒子が衝突し、表面にあった粒子がエネルギーを与えられた結果として叩き出されて散逸する現象のことである。紫外線や放射線が衝突することによってこれらの生成物が表面から放出されることもあり、これらの2つの過程の釣り合いで大気が形成されている。酸素分子は寿命が長いため、エウロパの大気では最も多い成分である。
エウロパまたはユーロパ (Jupiter II 英語: Europa) は、木星の第2衛星である。ガリレオ衛星と呼ばれる木星の四大衛星の中では最も小さく、発見されている木星の衛星の中では内側から6番目を公転する。月よりわずかに小さく、太陽系内の衛星の中では6番目に大きい。1610年にガリレオ・ガリレイによって発見され、ギリシア神話のゼウスが恋に落ちたテュロスの王女エウローペーにちなんで名づけられた。比較的明るい衛星で、双眼鏡でも観察できる。
エウロパの主成分はケイ酸塩岩石で、水の氷からなる地殻を持ち、おそらくは鉄とニッケルからなる金属核を持つ。また、酸素を主成分とした極めて薄い大気を持つ。表面にはひび割れや筋状の構造が見られるが、クレーターは比較的少ない。
エウロパは既知の太陽系の天体の中で最も滑らかな表面を持っている。表面が若く滑らかであることから、地下には水の海 (内部海) が存在するという仮説が提唱されており、その海に地球外生命が存在する可能性についても議論されている。主要な理論モデルでは、潮汐力によるたわみに起因する加熱によって海が液体の状態に保たれ、プレートテクトニクスに似た氷の動きを駆動し、表面から下の海へ化学物質を吸収していることが示唆されている。内部海に起源を持つと思われる塩がエウロパ表面に見られるいくつかの地形を覆っており、このことから内部海は海底との相互作用を起こしていることが示唆されている。
エウロパは木星の周りをおよそ3日半かけて公転しており、軌道半径はおよそ 670,900 km である。軌道離心率はわずか0.009であり、ほぼ円軌道に近い。また木星の赤道面に対する軌道傾斜角も小さく、0.470° である。他のガリレオ衛星と同様にエウロパは木星に対して潮汐固定されており、公転周期と自転周期が一致している。そのため常に同じ面を木星に向けながら公転している。これにより木星直下点 (sub-Jovian point) をエウロパの表面に定義することができ、その地点では木星は常にほぼ真上に見え続けることになる。エウロパの本初子午線はこの木星直下点を通るように定義されている。
ある研究では、エウロパの木星に対する潮汐固定は完全ではなく、実際には全体が同期自転を起こしているわけではないという可能性も示唆されている。これによると、エウロパは公転よりも速く自転しているか、あるいは少なくとも過去のどこかの段階では同期していない自転を起こしていた可能性があるとされる。このことは、エウロパ内部の質量分布に非対称性があることと、地下の液体の層によって氷地殻と内部の岩石部分が分離されている、すなわち表面の氷地殻が内部海の上に浮いた構造になっている可能性を示唆している。
エウロパは、イオ、ガニメデと軌道共鳴を起こしている。イオの一つ外側のエウロパと 2:1 の平均運動共鳴を起こし、エウロパはさらに外側のガニメデと 2:1 の平均運動共鳴を起こしているため、全体では 1:2:4 の連なった軌道共鳴となっている。ガニメデが自身の軌道を一周する間にエウロパは軌道を二周、イオは四周する。
潮汐加熱の他に、エウロパの内部は岩石マントルに含まれる放射性物質の崩壊によっても温められうる。しかし理論モデルから得られる値や観測されている熱流量の値は、放射性物質の壊変のみで生成されうる熱量の100倍も大きいものであるため、エウロパ内部の熱源としては潮汐加熱が主要であることを意味している。