Jupitermond, Europa. Bildnachweis: NASA/JPL-Caltech/SETI Institute
Man könnte meinen, dass das Leben eine halbe Milliarde Meilen von der Sonne entfernt kein Ort wäre, den wir unser Zuhause nennen. Aber planetarische Astronomen sind sehr daran interessiert, Europa auf der Suche nach Leben zu erkunden. Etwas kleiner als der Erdmond kreist Europa wild der Jupiter. Eine eisige Mondoberfläche wird nie heißer als minus 260 Grad Fahrenheit F. Die Temperatur ist so kalt, dass Wassereis steinhart ist.
Unter der festen Eiskruste kann sich jedoch ein globaler Ozean mit mehr Wasser befinden als auf der Erde. Und wo Wasser ist, kann auch Leben sein. Wie ein undichter Gartenschlauch spuckt der Ozean Wasserdampf in den Weltraum aus Geysiren, die in Risse in der Oberfläche eindringen, wie zuerst fotografiert von Hubble-Weltraumteleskop im Jahr 2013.
Die neueste Entwicklung stammt aus archivierten Hubble-Beobachtungen von 1999 bis 2015, die ergaben, dass Wasserdampf auf den Hemisphären des Mondes ständig aufgefüllt wird. Das ist etwas zweideutig. Die Atmosphäre beträgt jedoch nur ein Milliardstel des Oberflächendrucks der Erdatmosphäre.
Wasserdampf wurde nicht direkt gesehen, aber die ultraviolette spektroskopische Signatur von Sauerstoff wurde von Hubble gemessen. Sauerstoff ist ein Bestandteil von Wasser. Im Gegensatz zu Geysiren kommt dieser Wasserdampf nicht aus Europa, aber Sonnenlicht bewirkt, dass das Oberflächeneis sublimiert. Eine ähnliche Wasserdampfatmosphäre wurde kürzlich auf dem Jupiter Ganymed-Mond gefunden.
Europa ist als potenzieller Aufenthaltsort des Lebens und sein Ziel sehr spannend NASAEuropa Clipper und Jupiter Icy Explorer (JUICE) der Europäischen Weltraumorganisation – Start innerhalb eines Jahrzehnts geplant.
Dieses Bild des Jupitermondes Europa wurde im Juni 1997 in einer Entfernung von 776.700 Meilen von der NASA-Raumsonde Galileo aufgenommen. Europa ist etwas kleiner als der Erdmond und hat eine sehr glatte Oberfläche und die harte, eisige Kruste sieht aus wie zerbrochene Eierschalen. Das Innere enthält einen globalen Ozean mit mehr Wasser als auf der Erde. Es kann das Leben, wie wir es kennen, beherbergen. Die Beobachtungen des Hubble-Weltraumteleskops in Europa zeigten das Vorhandensein von persistentem Wasserdampf in seiner extrem schwachen Atmosphäre. Hubble-Beobachtungen von 1999 bis 2015 ergaben, dass Wasserdampf auf der gesamten Mondhalbkugel ständig erneuert wird. Dies unterscheidet sich von den Hubble-Beobachtungen von 2013, bei denen lokalisierter Wasserdampf von Geysiren aus dem unterirdischen Ozean gefunden wurde. Dieser Wasserdampf stammt aus einem ganz anderen Prozess. Sonnenlicht bewirkt, dass Oberflächeneis sublimiert und direkt in Gas übergeht. Diese zusammengesetzte Galileo-Farbansicht kombiniert Violett-, Grün- und Infrarotbilder. Die Ansicht des Mondes wird in natürlichen Farben (links) und mit verstärkten Farben dargestellt, um feine Farbunterschiede in der Oberfläche hervorzuheben (rechts). Der strahlend weiße und bläuliche Teil der Oberfläche Europas besteht hauptsächlich aus Wassereis, mit sehr wenigen Nicht-Eis-Materialien. Die langen, dunklen Linien sind Brüche der Kruste, von denen einige über 2.850 Meilen lang sind. Die Mission von Galileo endete am 21. September 2003, als der Raumsonde absichtlich befohlen wurde, in die Atmosphäre des Jupiter einzutauchen, wo sie zerstört wurde. Wissenschaftler untersuchen jedoch bis heute die von ihnen gesammelten Daten. Das Jet Propulsion Laboratory (JPL) in Pasadena, Kalifornien, leitete die Galileo-Mission für das NASA Office of Space Science in Washington, DC. JPL ist eine operative Abteilung des California Institute of Technology (Caltech). Dieses Foto, Bilder und andere Daten von Galileo werden auf der Homepage der Galileo Expedition veröffentlicht. Hintergrundinformationen und pädagogischer Kontext für Bilder sind ebenfalls verfügbar. Bildnachweis: NASA, NASA-JPL, University of Arizona
Die Beobachtungen des Hubble-Weltraumteleskops der NASA von Jupiters eisigem Mond Europa haben das Vorhandensein von persistentem Wasserdampf offenbart – aber mysteriöserweise nur in einer Hemisphäre.
Europa beherbergt unter seiner eisigen Oberfläche einen riesigen Ozean, der günstige Lebensbedingungen bieten kann. Diese Entdeckung verbessert das Verständnis der Astronomen über die Atmosphärenstruktur der eisigen Monde und trägt dazu bei, die Grundlage für geplante wissenschaftliche Missionen zum Jupitersystem zu legen, um teilweise zu untersuchen, ob eine Umgebung, die eine halbe Milliarde Meilen von der Sonne entfernt ist, Leben unterstützen könnte.
Frühere Beobachtungen von Wasserdampf auf Europa wurden mit durch das Eis ausbrechenden Wolken in Verbindung gebracht, wie Hubble 2013 fotografierte. Sie ähneln heißen Quellen auf der Erde, erstrecken sich jedoch über eine Höhe von mehr als 100 Meilen. Sie erzeugen vorübergehende Wasserdampfpunkte in der Mondatmosphäre, die nur ein Milliardstel des Oberflächendrucks der Erdatmosphäre beträgt.
Die neuen Ergebnisse zeigen jedoch, dass in den Hubble-Beobachtungen von 1999 bis 2015 ähnliche Mengen an Wasserdampf über ein größeres Gebiet Europas verteilt sind. Dies deutet auf eine langfristige Präsenz einer Wasserdampfatmosphäre nur in der späteren Hemisphäre Europas – dem Teil von der Mond, der auf seiner Umlaufbahn immer entgegengesetzt zu seiner Bewegungsrichtung ist. Die Ursache der Asymmetrie zwischen der vorderen und hinteren Hemisphäre ist nicht vollständig geklärt.
Die Entdeckung wurde aus einer neuen Analyse von archivierten Hubble-Bildern und -Spektren mit einer Technik abgeleitet, die kürzlich zum Nachweis von Wasserdampf in der Atmosphäre von Jupiters Mond Ganymed durch Lorenz Roth vom Royal Institute of Technology, Space and Plasma Physics führte. , Schweden.
„Die Beobachtung von Wasserdampf auf Ganymed und auf der späteren Seite Europas verbessert unser Verständnis der eisigen Mondatmosphären“, sagte Roth. „Allerdings ist die Entdeckung von reichlich abgelagertem Wasser in Europa etwas überraschender als die Entdeckung in Ganymed, da die Oberflächentemperaturen Europas niedriger sind als die von Ganymed.“
Europa reflektiert mehr Sonnenlicht als Ganymed, wodurch die Oberfläche 60 Grad Fahrenheit kühler als Ganymed ist. Der höchste tagsüber über Europa ist eiskalte 260 Grad Fahrenheit. Aber auch bei niedrigeren Temperaturen deuten die neuen Beobachtungen darauf hin, dass Wassereis wie bei Ganymed von der Oberfläche Europas sublimiert, also ohne flüssige Phase direkt vom Festkörper in den Dampf übergeht.
Um die Entdeckung zu machen, vertiefte sich Roth in archivierte Hubble-Datensätze und wählte ultraviolette Beobachtungen Europas aus den Jahren 1999, 2012, 2014 und 2015 aus, als sich der Mond in verschiedenen Orbitalpositionen befand. Alle diese Beobachtungen wurden mit dem Space Telescope Imaging Spectroradiometer (STIS) aufgenommen. Mit den UV-Beobachtungen des STIS konnte Roth die Häufigkeit von Sauerstoff – einem Bestandteil des Wassers – in der europäischen Atmosphäre bestimmen und durch Interpretation der Stärke der Emission bei verschiedenen Wellenlängen auf das Vorhandensein von Wasserdampf schließen.
Diese Entdeckung ebnet den Weg für eingehende Studien über Europa durch zukünftige Untersuchungen, darunter die Europa Clipper-Mission der NASA und der Jupiter Icy Moons Explorer (JUICE) der Europäischen Weltraumorganisation (ESA). Das Verständnis der Entstehung und Entwicklung von Jupiter und seinen Monden hilft Astronomen auch, Einblicke in jupiterähnliche Planeten um andere Sterne zu gewinnen.
Diese Ergebnisse wurden in der Zeitschrift veröffentlicht Geophysikalische Forschungsbriefe.
Referenz: „Ein stabiler H.2O Atmosphere on Europa Trailing Hemisphere From HST Images“ von Lorenz Roth, 13.09.2021 Verfügbar Geophysikalische Forschungsbriefe.
doi: 10.1029/2021GL094289
Das Hubble-Weltraumteleskop ist ein internationales Kooperationsprojekt zwischen der NASA und der European Space Agency (ESA). Das Teleskop wird vom Goddard Space Flight Center der NASA in Greenbelt, Maryland, betrieben. Das Space Telescope Science Institute (STScI) in Baltimore, Maryland, führt Hubble-Forschungsoperationen durch. STScI wird für die NASA vom Consortium of Universities for Research in Astronomy in Washington, DC betrieben