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Beweise für gigantische Wasserfahnen auf Jupiters Mond Europa

Während der Untersuchung des europäischen Magnetfelds im Jahr 2000 sammelte das Galileo-Raumschiff der NASA nach neuen Untersuchungen versehentlich Beweise für wässrige Federn, die aus der eisigen Mondoberfläche herausschießen.

Es wird immer deutlicher, dass Jupiters Mond Europa aus allen Nähten platzt und aktiv Wasserdampfwolken in den Weltraum schießt. Neue in Geophysical Research Letters veröffentlichte Forschungsergebnisse untermauern diese Behauptung mit einigen eher ungewöhnlichen Beweisen: Protonen – oder vielmehr deren Fehlen.

Europa ist mit einer dicken Eisschicht bedeckt, von der Wissenschaftler stark vermuten, dass sie einen unterirdischen Ozean versteckt. Ständige Gravitationsschlepper von Jupiter halten dieses Wasser warm und flüssig, aber Wissenschaftler haben guten Grund zu der Annahme, dass ein Teil dieses Wassers durch Risse auf der eisigen Oberfläche Europas entweicht. Dies wurde erstmals 2013 und 2014 und 2016 vom Hubble-Weltraumteleskop nachgewiesen.

Aus Europa brechen Federn aus, wie vom Hubble-Weltraumteleskop in den Jahren 2014 und 2016 gesehen. (Bild: Hubble-Weltraumteleskop / NASA)

Ein ähnliches Phänomen wurde 2008 vom Cassini-Orbiter der NASA entdeckt, als er Hinweise auf Wasserfahnen entdeckte, die aus dem eisigen Saturnmond Enceladus herausschossen, der auch einen unterirdischen Ozean zu beherbergen scheint.

Bereits im Jahr 2000 führte das Galileo-Raumschiff der NASA einen Vorbeiflug an Europa durch, um das Magnetfeld des Mondes zu untersuchen. Dabei war die Sonde auf der Suche nach Protonen, subatomaren Teilchen, die eine positive Ladung tragen.

“Galileo hatte ein Instrument an Bord – den Energetic Particle Detector – das speziell dafür entwickelt wurde, solche superschnell geladenen Teilchen zu erkennen und zu untersuchen”, sagte Hans Huybrighs, wissenschaftlicher Mitarbeiter bei der Europäischen Weltraumorganisation und Hauptautor der neuen Studie, gegenüber Gizmodo . “Die Wissenschaftler, die dieses Instrument entworfen haben, wollten diese Teilchen charakterisieren, herausfinden, wie sie beschleunigt werden und wie sie mit den Monden des Jupiter interagieren.”

Europa wird von diesen schnell geladenen Teilchen bombardiert, aber das Erkennen von Wasserfahnen war während Galileos Vorbeiflug kaum das Ziel. Die Weltraumforschung ist “voll von solchen zufälligen Entdeckungen”, sagte Huybrighs.

Protonen hätten im Überfluss aufgezeichnet werden sollen, aber Galileo entdeckte beim Überfliegen der nördlichen Polarregionen des Mondes kaum Protonen. Wissenschaftler führten den Mangel an Protonen zunächst auf Europa selbst zurück und stellten fest, dass der Mond Galileos Protonendetektor blockierte.

Künstlerische Darstellung einer Wasserfahne auf Europa. (Bild: NASA / ESA / K. Retherford / SWRI)

Die neue Studie überprüfte die 20 Jahre alten Daten des Raumfahrzeugs und führte zu einer ganz anderen Schlussfolgerung. Um besser zu verstehen, warum Galileo während seines Vorbeiflugs auf so wenige Protonen gestoßen sein könnte, verwendeten die Forscher Modelle, um die Bewegung dieser subatomaren Teilchen um den Mond zu simulieren.

Ein Abfall der Protonen wurde beobachtet, als die Teilchen ihre elektrische Ladung in der Mondatmosphäre verloren. Die Autoren stellen fest, dass eine vermutete Wasserdampfwolke nicht nur die dünne Atmosphäre Europas störte, sondern auch Magnetfelder in vom Raumschiff gescannten Bereichen störte.

“Wenn die schnellen Protonen mit ungeladenen Teilchen aus der Wolke kollidieren, stehlen die ungeladenen Teilchen den Protonen Elektronen”, sagte Huybrighs zu Gizmodo. „Die Protonen werden dann selbst zu ungeladenen Teilchen. Die schnellen Protonen sind im Magnetfeld von Jupiter gefangen, aber wenn sie ihre elektrische Ladung verlieren, sind sie nicht mehr gefangen, aber sie sind immer noch sehr schnell. Zu diesem Zeitpunkt entkommen sie sehr schnell den „Fesseln“ des Magnetfelds und wir sehen eine Abnahme der schnellen Protonen als Folge. “

Die Forscher untersuchten verschiedene Ursachen für das Verschwinden von Protonen, aber erst als den Simulationen Federn hinzugefügt wurden, konnten sie reproduzieren, was sie in den Daten sahen. Mit Blick auf die Zukunft sagte Huybrighs, er werde die Galileo-Daten weiter untersuchen, in der Hoffnung, mehr über Europa und andere jovianische Monde zu erfahren.

Dies ist ein aufregendes Ergebnis, da es ein weiterer Beweis dafür ist, dass unterirdisches Wasser in den Weltraum und auf die Oberfläche Europas fließt. Astrobiologen vermuten, dass sowohl Europa als auch Enceladus das richtige Zeug fürs Leben haben, was diese Monde zu idealen Zielen für zukünftige wissenschaftliche Missionen macht.

Die gute Nachricht ist, dass die ESA eine bevorstehende Mission namens JUICE (JUpiter ICy Moons Explorer) hat, die eine Sonde an das Jupiter-System senden wird. JUICE soll 2022 starten und 2029 bei Jupiter eintreffen, wo es Europa und seine vermuteten Federn sowie Ganymede und Callisto, zwei weitere riesige jovianische Monde, untersuchen wird. Huybrighs untersucht derzeit Möglichkeiten, diese Federn zu erkennen, sobald die JUICE-Mission beginnt.

“JUICE wird die Ausrüstung tragen, die erforderlich ist, um Partikel direkt in den Wasserdampfwolken des Mondes zu entnehmen und sie auch aus der Ferne zu erfassen”, sagte er. „Vielleicht könnten wir damit die Geheimnisse des riesigen, mysteriösen und möglicherweise bewohnbaren unterirdischen Ozeans Europas enthüllen.

Die NASA arbeitet auch an einer Mission namens Europa Clipper, die bereits 2023 starten könnte.

Ausgewähltes Bild: NASA / JPL-Caltech / SETI Institute