In einigen Jahren wird die NASA eine Raumsonde entsenden, um Jupiters Eismond Europa zu erkunden. Bekannt als Europa Clipper Mission wird dieser Orbiter die Oberfläche genauer untersuchen, um nach Plume-Aktivität und Hinweisen auf Biosignaturen zu suchen. Ein solcher Fund könnte die brennende Frage beantworten, ob es auf diesem Mond Leben gibt oder nicht, worüber Wissenschaftler seit den 1970er Jahren spekuliert haben.
In Erwartung dieser Mission erwarten die Wissenschaftler weiterhin, was sie finden werden, wenn sie dort ankommt. Wissenschaftler des Jet Propulsion Laboratory der NASA führten beispielsweise kürzlich eine Studie durch, die zeigte, wie Europa es könnte Leuchten im Dunkeln . Dies könnte darauf zurückzuführen sein, dass Europa ständig mit hochenergetischer Strahlung aus dem Magnetfeld des Jupiter beschossen wird, deren Untersuchung Wissenschaftlern mehr über die Zusammensetzung von Europas Eis erzählen könnte.
Die Studie mit dem Titel „ Laborvorhersagen für das nachtseitige Oberflächeneisglühen von Europa “, erschien kürzlich in der ZeitschriftNaturastronomie. Die Studie wurde von Murthy S. Gudipati und Bryana L. Henderson (zwei Forscher mit dem JPL Wissenschaftsabteilung ) und Fred B. Bateman von der Nationales Institut für Standards und Technologie (NIST) in Gaithersburg, Maryland.
Künstlerisches Konzept einer Europa Clipper-Mission. Bildnachweis: NASA/JPL
Wie sie in ihrer Studie angeben, wurden in der Vergangenheit mehrmals Spektrometermessungen von Europa vorgenommen, um die Zusammensetzung seines Eises zu bestimmen. Diese Messwerte wurden immer durch die Messung der Spektren des von der Mondtagesseite reflektierten Lichts erhalten. Ein Raumfahrzeug, das den Mond umkreist, wäre jedoch in der Lage, Spektren von der Nachtseite zu sammeln und Spektren direkt zu sammeln.
Abhängig von der Anwesenheit verschiedener salziger Verbindungen würde die Oberfläche mit einer Kombination aus einzigartigen Schimmern leuchten. Diese würden in Helligkeit und Farbe variieren – von leicht grün bis leicht blau oder weiß – je nach Material. Wie Dr. Gudipati (der Hauptautor der Studie) in einem NASA Pressemitteilung , geben die von ihm und seinen Kollegen gewonnenen Ergebnisse einen Einblick in dieEuropa Clippervielleicht sehen:
„Wir konnten vorhersagen, dass dieses nächtliche Eisglühen zusätzliche Informationen über die Oberflächenzusammensetzung Europas liefern könnte. Wie diese Zusammensetzung variiert, könnte uns Hinweise darauf geben, ob Europa lebenswerte Bedingungen bietet.“
Dies ist auf den inneren Ozean Europas zurückzuführen, der manchmal durch Auftauchen von Ereignissen und Wolken Material an die Oberfläche schickt. Kurz gesagt, durch die Analyse der Oberfläche von Europa können Wissenschaftler mehr darüber erfahren, was im Inneren vor sich geht. Um eine bessere Vorstellung davon zu bekommen, was direkte Beobachtungen offenbaren könnten, baute das JPL-Team die Eiskammer für Europas High-Energy Electron and Radiation Environment Testing (ICE-HEART).
Eine künstlerische Darstellung von Europa und Jupiter basierend auf Bildern, die von besuchenden Raumfahrzeugen gesendet wurden. Bildnachweis: NASA/JPL-Caltech
Dieses Instrument wurde in die Medical Industrial Radiation Facility des NIST gebracht, wo das Team mit der Durchführung von Experimenten begann, um zu sehen, wie organisches Material unter Europas Eisschild auf Strahlungsstöße eines hochenergetischen Elektronenstrahls reagieren würde. Als Henderson erklärt :
„Aber wir hätten nie gedacht, dass wir sehen würden, was wir am Ende sehen würden. Als wir neue Eiszusammensetzungen ausprobierten, sah das Leuchten anders aus. Und wir alle starrten es eine Weile nur an und sagten dann: ‚Das ist neu, oder? Das ist definitiv ein anderes Leuchten?‘ Also richteten wir ein Spektrometer darauf und jede Eisart hatte ein anderes Spektrum.“
Co-Autor und NIST-Forscher Fred Bateman war dafür verantwortlich, die Eisproben energiereichen Elektronenstößen auszusetzen. Was sie (zufälligerweise) fanden, waren Variationen in der Art und Weise, wie das Eis glühte, was an verschiedene Zusammensetzungen gebunden war. So stellten sie zum Beispiel überrascht fest, dass Natriumchlorid-Solen mit einer deutlich geringeren Intensität glühten als andere Salze.
Das ist das Spannende an der Forschung des Teams, die antizipiert, wie ein Mond wie Europa im Dunkeln leuchten kann. Als Gudipati genannt :
„Wenn Europa nicht unter dieser Strahlung wäre, würde es so aussehen, wie unser Mond für uns aussieht – dunkel auf der Schattenseite. Aber weil es von der Strahlung des Jupiter bombardiert wird, leuchtet es im Dunkeln.
„Es kommt nicht oft vor, dass man in einem Labor ist und sagt: ‚Wir finden das vielleicht, wenn wir dort ankommen.‘ Normalerweise ist es umgekehrt – man geht dorthin und findet etwas und versucht, es im Labor zu erklären. Aber unsere Vorhersage geht auf eine einfache Beobachtung zurück, und darum geht es in der Wissenschaft.“
Testanlage für den Europa Clipper. Bildnachweis: NASA/JPL-Caltech
Die Markteinführung soll Mitte der 2020er Jahre erfolgenEuropa Clipperwird Jupiter erreichen und bis 2030 oder 2031 eine Umlaufbahn um den Gasriesen herstellen. Im Laufe seiner Mission wird es etwa 45 enge Pässe an Europa machen und bei jedem Vorbeiflug seine Flugbahn verlegen, um über einen anderen Ort zu fliegen. Dadurch kann der Orbiter Spektren und andere Daten auf fast der gesamten Mondoberfläche sammeln.
Im Moment überprüfen Missionswissenschaftler diese Studie, um zu bewerten, ob ein Glühen von den wissenschaftlichen Instrumenten der Raumsonde erkannt werden könnte. Die Ergebnisse derEuropa Clipperkönnten sogar mit den Ergebnissen der JPL-Studie abgeglichen werden, um die auf der Oberfläche Europas identifizierten salzigen Bestandteile zu identifizieren oder einzuschränken.
Diese und andere Studien sind Teil der wachsenden Disziplin der Astrobiologie, dem interdisziplinären Feld, das sich mit dem Leben jenseits der Erde befasst. Neben der Sammlung von Zusammensetzungsdaten und der Identifizierung möglicher Biosignaturen auf Europa,Europa Clipperkönnte zeigen, wie andere Eismonde mit inneren Ozeanen – wie Ganymed, Enceladus, Titan und viele mehr – die beste Wahl sein könnten, um außerirdisches Leben zu finden.
Das Verständnis der Bewohnbarkeit dieser eisigen Körper wird den Wissenschaftlern auch helfen, das Geheimnis zu lüften, wie sich das Leben vor Milliarden von Jahren auf der Erde entwickelt hat, ganz zu schweigen davon, wie und wo es außerhalb des Sonnensystems existieren könnte.
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