โครงสร้างภายในของยูโรปา
ยูโรปามีขนาดเล็กกว่าดวงจันทร์ของโลกเล็กน้อย คือมีเส้นผ่านศูนย์กลางประมาณ 3,100 กิโลเมตร (1,900 ไมล์) มันเป็นดาวบริวารที่ใหญ่เป็นอันดับที่หกและวัตถุที่ใหญ่เป็นอันดับที่สิบห้าของระบบสุริยะ แม้ว่ายูโรปาจะมีมวลน้อยที่สุดในบรรดาดวงจันทร์กาลิเลี่ยนของดาวพฤหัส แต่ก็มีมวลมากกว่าดาวบริวารอื่น ๆ ในระบบสุริยะที่เล็กกว่ามันรวมกัน[22] ความหนาแน่นของยูโรปาบ่งบอกถึงองค์ประกอบพื้นฐานที่เป็นหินซิลิเกต คล้ายกันกับองค์ประกอบพื้นฐานของดาวเคราะห์ชั้นใน
โครงสร้างภายใน
เชื่อกันว่ายูโรปามีโครงสร้างชั้นนอกที่ประกอบไปด้วยน้ำหนาประมาณ 100 กิโลเมตร (62 ไมล์) โดยที่ด้านบนของชั้นเป็นเปลือกน้ำแข็ง และมีน้ำซึ่งอยู่ในสถานะของเหลวอยู่ข้างใต้ ข้อมูลที่ถูกส่งมาจากยานอวกาศกาลิเลโอเมื่อไม่นานมานี้ระบุว่ายูโรปามีสนามแม่เหล็กเหนี่ยวนำผ่านทางการมีปฏิสัมพันธ์กับสนามแม่เหล็กของดาวพฤหัสบดี แสดงว่ายูโรปามีโครงสร้างบางอย่างที่นำกระแสไฟฟ้าได้อยู่ใต้เปลือกชั้นนอก[23] ซึ่งเป็นไปได้ว่าจะเป็นมหาสมุทรน้ำเค็ม เปลือกน้ำแข็งส่วนหนึ่งผ่านการหมุนมาแล้วเกือบ 80° โดยประมาณ (เกือบจะเป็นการพลิกกลับหัว) ซึ่งเกิดขึ้นได้ยากหากชั้นน้ำแข็งยึดติดกับชั้นแมนเทิลอย่างแน่นหนา[24] ยูโรปาน่าจะมีแกนกลางเป็นโลหะเหล็ก[25]
ลักษณะพื้นผิว
สีตามธรรมชาติโดยประมาณ (ซ้าย) และสีที่ได้รับการปรับแต่งแล้ว (ขวา) ภาพซีกด้านนำทิศทางโคจร
ยูโรปาเป็นหนึ่งในวัตถุที่เรียบที่สุดในระบบสุริยะ เนื่องจากมีลักษณะทางกายภาพขนาดใหญ่เช่นภูเขาหรืออุกกาบาตอยู่ไม่มาก[26] อย่างไรก็ตาม มีทฤษฎีกล่าวว่าบริเวณเส้นศูนย์สูตรของยูโรปานั้นถูกปกคลุมไปด้วยน้ำแข็งที่มีลักษณะแหลมเรียกว่า เพนิเทนเทส (Penitentes) สูงราว 10 เมตร ซึ่งเกิดจากการที่บริเวณดังกล่าวมีดวงอาทิตย์อยู่ในทิศเหนือศีรษะโดยตรง น้ำแข็งจึงละลายในแนวดิ่ง[27] ร่างแหของเส้นที่ตัดกันเป็นเอกลักษณ์ของพื้นผิวของยูโรปาส่วนใหญ่จะเป็นลักษณะแอลบีโด (albedo features) ที่ชี้ให้เห็นถึงภูมิประเทศที่ต่ำ ยูโรปามีหลุมอุกกาบาตอยู่ไม่มากเพราะพื้นผิวของมันค่อนข้างแข็งแรงและยังใหม่อยู่[28][29] เปลือกน้ำแข็งของยูโรปาทำให้อัตราส่วนสะท้อนของมันอยู่ที่ 0.64 ทำให้มันเป็นหนึ่งในดาวบริวารที่มีอัตราการสะท้อนแสงมากที่สุดในบรรดาดาวบริวารทั้งหมด[17][29] ซึ่งน่าจะชี้ให้เห็นได้ถึงพื้นผิวที่ใหม่และมีพลัง โดยพื้นผิวดวงจันทร์ยูโรปามีอายุประมาณ 20 ถึง 180 ล้านปีเมื่อคำนวณจากความถี่ของการถูกดาวหางพุ่งชน[30] อย่างไรก็ตาม ขณะนี้ยังไม่มีคำอธิบายทางวิทยาศาสตร์ ที่สามารถอธิบายถึงลักษณะพื้นผิวของดวงจันทร์ยูโรปาทั้งหมดได้โดยสมบูรณ์[31]
ระดับการแผ่รังสีบนพื้นผิวของยูโรปามีค่าเทียบเท่ากับการได้รับปริมาณรังสี 5,400 มิลลิซีเวอร์ต (540 เรม) ต่อวัน[32] ซึ่งเป็นปริมาณที่สามารถทำให้มนุษย์เกิดอาการเจ็บป่วยร้ายแรงถึงขั้นเสียชีวิตได้ภายในหนึ่งวัน[33]
เส้นบนพื้นผิวดาว
ลิเนียบนดวงจันทร์ยูโรปาโดยยานอวกาศกาลิเลโอ
ภาพโมเสกจากยานอวกาศกาลิเลโอแสดงให้เห็นถึงลักษณะของลิเนีย, เนิน, หลุมบ่อ และภูมิประเทศที่ยุ่งเหยิงชื่อ โคนามารา เคออส (Conamara Chaos)
ลักษณะทางพื้นผิวที่โดดเด่นที่สุดบนยูโรปาคือ ลิเนีย (lineae) หรือ ลายเส้นยาวจำนวนมากที่ครอบคลุมไปทั่วดาว จากการตรวจสอบอย่างใกล้ชิดพบว่าขอบของรอยแตกมีการเคลื่อนที่อย่างสัมพันธ์กัน แถบเส้นที่มีขนาดใหญ่ที่มีระยะทางมากกว่า 20 กิโลเมตร (12 ไมล์) มักจะเกิดริ้วลายที่มืดขนานกันไป[34] สมมติฐานที่น่าจะเป็นไปได้มากที่สุดกล่าวว่าลิเนียบนยูโรปา อาจเกิดจากการปะทุอย่างต่อเนื่องของน้ำแข็งที่อุ่นกว่าภายใต้พื้นผิวดวงจันทร์[35] คล้ายกันกับการเกิดของเทือกเขาสมุทรบนโลก รอยแตกหักแบบต่าง ๆ เหล่านี้มีสาเหตุมาจากการปะทุขึ้นโดยการแปรผันของแรงไทดัลซึ่งกระทำโดยดาวพฤหัส
เนื่องจากยูโรปาถูกตรึงไว้ด้วยปรากฏการณ์ไทดัลล็อกกับดาวพฤหัสบดีอย่างเป็นระเบียบ และดังนั้นจึงรักษาทิศทางในการหันด้านหนึ่งเข้าหาดาวพฤหัสบดีอยู่เสมอ รูปแบบความเครียดจึงควรมีรูปแบบที่ชัดเจนและคาดการณ์ได้ อย่างไรก็ตามมีเพียงรอยแตกที่อายุน้อยที่สุดของยูโรปาที่สอดคล้องกับรูปแบบที่คาดการณ์ไว้ รอยแตกอื่น ๆ ดูเหมือนจะเกิดขึ้นในทิศทางที่ต่างกันมากขึ้นเรื่อย ๆ ตามอายุที่มากขึ้น สิ่งนี้สามารถอธิบายได้ว่าพื้นผิวของยูโรปา หมุนเร็วกว่าภายในเล็กน้อย เหตุที่เป็นไปได้คือเนื่องจากมหาสมุทรใต้พื้นผิว โดยกลไกที่แยกตัวออกจากชั้นพื้นผิวของยูโรปา
จากชั้นแมนเทิลที่เป็นหิน และผลกระทบของแรงโน้มถ่วงของดาวพฤหัสบดีบนเปลือกน้ำแข็งชั้นนอกของยูโรปา[36] การเปรียบเทียบภาพถ่ายยานอวกาศวอยเอจเจอร์ และกาลิเลโอ นั้นให้ความเป็นไปได้มากที่สุดในสมมติฐานของการเลื่อนไถลของชั้นผิวดาวนี้ การเปลี่ยนแปลงเต็มรูปแบบของเปลือกนอกแข็งที่สัมพันธ์กับภายในของยูโรปา ใช้เวลาอย่างน้อย 12,000 ปี[37] การศึกษาภาพของวอยเอจเจอร์ และกาลิเลโอ ได้เปิดเผยหลักฐานการมุดตัวของพื้นผิวของยูโรปา
ซึ่งบอกว่ารอยแตกมีความคล้ายคลึงกับแนวสันเขาในมหาสมุทร[38][39] ดังนั้นแผ่นเปลือกน้ำแข็งจึงมีความคล้ายคลึงกับแผ่นเปลือกธรณีภาคบนโลก ซึ่งจะม้วนตัวกลับลงไปในชั้นหินหลอมเหลวภายใน ขณะเดียวกันหลักฐานการแพร่กระจายของเปลือกที่แถบ[38] และการบรรจบกันที่พื้นที่อื่น[39] นับเป็นหลักฐานแรกของการแปรสัณฐานแผ่นธรณีภาค ในดาวดวงอื่นที่ไม่ใช่โลก[40]
คุณสมบัติทางธรณีวิทยาอื่น ๆ
จุดพื้นที่สีคล้ำราบเรียบอาจเกิดขึ้นได้เมื่อน้ำที่เป็นของเหลว ถูกปลดปล่อยทะลุผ่านพื้นผิวเมื่อน้ำแข็งมีอุณหภูมิสูงขึ้นและแตกออก พื้นที่ลักษณะขรุขระยุ่งเหยิงปะทุนูนขึ้น (เรียกว่าพื้นที่ของ “ความโกลาหล”; โคโนมารา เคออส, Conamara Chaos) จะถูกสร้างขึ้นจากแผ่นเปลือกที่เป็นเศษเล็กเศษน้อยที่มีสีเข้มหลายชิ้นก่อตัวเรียงเป็นชั้น ๆ จะปรากฏเหมือนภูเขาน้ำแข็งในทะเลเยือกแข็ง[41]
สมมติฐานอีกทางหนึ่งชี้ให้เห็นว่า รอยนูน (lenticulae) แท้จริงแล้วเป็นพื้นที่เล็ก ๆ ของความโกลาหล และที่อ้างว่าเป็นหลุม จุดและโดม เป็นการสังเคราะห์ข้อสรุปที่เกิดจากการตีความภาพที่มีความละเอียดต่ำจากยานกาลิเลโอในระยะแรกมากจนเกินไป ความหมายก็คือน้ำแข็งนั้นบางเกินไปที่จะรองรับแบบจำลองการก่อตัวของรอยนูนของชั้นเปลือก ซึ่งเกิดจากการไหลเวียนของหินหนืด
