Mikrometeoriten wirbeln die Oberfläche Europas auf. Wenn du das Leben finden willst, musst du einen Meter tiefer graben oder so
Im kommenden Jahrzehnt werden die NASA und die ESA zwei spezielle Missionen entsenden, die den Jupitermond Europa erkunden werden. Diese Missionen sind bekannt als die Europa Clipper und der JUpiter ICy Monde Explorer (JUICE)-Missionen, die einen jahrzehntelangen Traum erfüllen werden – auf der Suche nach möglichen Beweisen für das Leben in Europa. Seit den 1970er Jahren haben Astronomen theoretisiert, dass dieser Satellit ein Warmwasser-Ozean das könnte das Leben unterstützen.
Die Argumente für das Leben in Europa wurden nur durch mehrere Vorbeiflüge und Beobachtungskampagnen gestärkt, die seitdem durchgeführt wurden. Entsprechend neue Forschung unter der Leitung der University of Hawaii in Manoa wäre der beste Weg, um nach potenziellen Lebenszeichen (auch bekannt als Biosignaturen) zu suchen, die Analyse kleiner Einschlagskrater auf der Oberfläche Europas. Diese Flecken aus freiliegendem Eis unter der Oberfläche könnten den Weg zu Leben weisen, das tiefer im Inneren des Mondes existieren könnte.
Spekulationen über die mögliche Existenz eines inneren Ozeans in Europa begannen 1979 nach dem Reisen 1und2 Missionen flogen auf ihrem Weg zum äußeren Sonnensystem an Jupiter und seinen Monden vorbei. Mit Daten, die von derGalileiundNeue HorizonteRaumschiff und dieHubble-Weltraumteleskophaben zusätzliche Hinweise geliefert, darunter die Wechselwirkung mit dem Magnetfeld des Jupiter, Gezeitenmodelle, Oberflächenmerkmale und Plume-Aktivität.
Die Strahlung des Jupiter kann Moleküle auf der Oberfläche Europas zerstören. Material aus dem Ozean Europas, das an der Oberfläche landet, wird mit Strahlung bombardiert, wodurch möglicherweise alle Biosignaturen oder chemischen Anzeichen zerstört werden, die auf das Vorhandensein von Leben hindeuten könnten. Bildnachweis: NASA/JPL-Caltech
Zwischen Wiederauftauchereignissen und Oberflächenfahnen, die aus dem Inneren stammen, haben Wissenschaftler spekuliert, dass Biosignaturen – Chemikalien, die von lebenden Organismen produziert werden – die das Ergebnis des Lebens im europäischen Ozean sind, es möglicherweise auch an die Oberfläche geschafft haben. Da Europa jedoch innerhalb des starken Magnetfelds des Jupiter kreist, ist seine Oberfläche starken Strahlungsmengen ausgesetzt, die alle Spuren biologischen Materials zerstören würden.
Dies bedeutet, dass alle Biomoleküle, die regelmäßig durch Plume-Aktivität oder Wiederauftauchen von Ereignissen ausgestoßen werden, wahrscheinlich nur unter der Oberfläche überleben würden. Glücklicherweise ist die Oberfläche Europas von kleinen Einschlägen bedeckt, die im Laufe von Jahrmillionen stattgefunden haben und etwa 30 cm (12 Zoll) tief sind. Diese Einwirkungen hätten auch zu einem sogenannten „Impact Gardening“ geführt, bei dem durch Einwirkungen Material von oben und unten vermischt wird.
Geleitet von Emily S. Costello, Postdoktorandin an der Hawaii Institut für Geophysik und Planetologie (HIGP), Teil der UH Manoa’s School of Ocean and Earth Science and Technology (SOEST) versuchten die Forscher, eine erste umfassende Abschätzung der Auswirkungen von Impact Gardening auf Europa zu erstellen. Ihre Ergebnisse werden in einer Studie beschrieben, die kürzlich am 12. Juli erschienen istNSim wissenschaftlichen Journal Naturastronomie .
Wie Costello in einem kürzlich erschienenen SOEST Pressemitteilung , stellt die Suche nach potenziellen Lebenszeichen auf luftlosen Körpern wie Europa eine große Herausforderung dar. „Wenn wir hoffen, unberührte, chemische Biosignaturen zu finden, müssen wir unter die Zone schauen, in der die Auswirkungen auf die Gartenarbeit ausgeübt wurden“, sagte sie. 'Chemische Biosignaturen in Gebieten, die flacher als diese Zone sind, könnten zerstörerischer Strahlung ausgesetzt gewesen sein.'
Künstlerisches Konzept einer Europa Clipper-Mission. Bildnachweis: NASA/JPL
Costello wurde von dem Professor für Planetenwissenschaften Paul G. Lucey begleitet, der auch Forscher am HIGP ist; Cynthia B. Phillips, Europa-Wissenschaftlerin am Jet Propulsion Laboratory (JPL) der NASA; und Rebecca Gent, leitende Wissenschaftlerin am Planetary Science Institute (PSI). Dank eines Programmstipendiums der Arbeiten des NASA-Sonnensystems (SSW)-Programm entwickelten Gent und Costello das ursprüngliche Impact Gardening-Modell für diese Studie. Wie Costello in einem PSI erklärte Pressemitteilung :
„Die Strahlung an Europas Oberfläche ist so intensiv, dass sie empfindliche Biomoleküle brechen kann. Impact Gardening kreist mögliche Biomoleküle in die Strahlungszone ein. Diese Arbeit bietet daher einige wertvolle neue Einschränkungen dafür, wo wir suchen müssen, wenn wir hoffen, Beweise für Leben zu finden.
„Wenn wir Beweise für unberührte Biomoleküle, die durch Strahlung im Eis Europas nicht verändert wurden, finden wollen, müssen wir entweder über eine Tiefe von etwa 30 Zentimetern hinaus – in manchen Regionen tiefer – graben oder Orte finden, an denen kürzlich frisches Material an die Oberfläche gebracht wurde.“ Einschlagskrater.“
Seit einiger Zeit glauben Astronomen, dass Impact Gardening ein wahrscheinlicher Prozess auf Europa und anderen luftlosen Körpern im Sonnensystem war, aber dieses neue Modell bietet das bisher umfassendste Bild dieses Prozesses. Darüber hinaus berücksichtigt es erstmals Sekundäreinschläge, die durch Trümmer verursacht werden, die beim ersten Aufprall auf die Oberfläche Europas zurückfallen.
„Dies ist neu, weil die Auswirkungen von Impact Gardening zum ersten Mal bei der Vorhersage, wo auf Europa Biomoleküle gefunden werden könnten, berücksichtigt wurden und zum ersten Mal wurde Impact Gardening modelliert, um Europas einzigartige eisige Oberfläche und die Impaktorpopulation im Outer Solar zu berücksichtigen System,' genannt Costello.
Die Forschung deutet auch darauf hin, dass die Oberfläche Europas weniger durch Double Impact Gardening und Strahlung um die mittleren und hohen Breiten des Mondes beeinträchtigt wäre. In naher Zukunft könnte eine solche Forschung den Planern der NASA und der ESA helfen, Missionsprofile für den Europa Clipper und JUICE zu entwickeln. Da beide Missionen Jupitermonde auf mögliche Lebenszeichen untersuchen werden, ist es entscheidend zu wissen, wo sie am wahrscheinlichsten zu finden sind.
Darüber hinaus könnte diese Forschung den Entwurf von Instrumenten und zukünftigen Missionen leiten, die sich auch der Suche nach Biosignaturen in den „Ozeanwelten“ des Sonnensystems widmen. Neben Europa und Ganymed gehören dazu die Saturnmonde Titan und Enceladus, Uranusmonde Titania und Oberon, Neptuns größter Mond Triton, Pluto und andere eisige Satelliten, von denen angenommen wird, dass sie innere Ozeane haben. Gent fügte hinzu:
„[I]t bietet auch einen Rahmen für zukünftige Untersuchungen mit hochauflösenden Bildern von bevorstehenden Missionen, die dazu beitragen würden, genauere Schätzungen über die Tiefe der Gartenarbeit in verschiedenen spezifischen Regionen zu generieren. Die wichtigsten Parameter in dieser Studie sind der Impaktfluss und die Kraterbildungsraten. Mit besseren Schätzungen dieser Parameter und höher aufgelösten Bildern, die aus anstehenden Missionen resultieren, wird es möglich sein, die Tiefen besser vorherzusagen, bis zu denen die Gartenarbeit das Flacheis in bestimmten Regionen beeinflusst hat.“
Künstlerische Darstellung einer möglichen Europa-Lander-Mission, die in den kommenden Jahrzehnten die Oberfläche des eisigen Mondes erkunden würde. Bildnachweis:: NASA/JPL-Caltech
„Diese Arbeit erweitert unser Verständnis der grundlegenden Prozesse auf Oberflächen im gesamten Sonnensystem.“ genannt Phillips. „Wenn wir die physikalischen Eigenschaften und die allgemeine Entwicklung von Planeten verstehen wollen, müssen wir die Rolle verstehen, die die Gartenarbeit bei ihrer Neugestaltung spielt.“ Diese Forschung ist Teil von umfassenderen, von der NASA finanzierten Bemühungen, die kumulativen Auswirkungen kleiner Einschläge auf die Oberfläche Europas in Vorbereitung auf dieEuropa ClipperMission.
Diese Mission, die voraussichtlich im Jahr 2024 starten wird, wird den Jupiter umkreisen, während sie eine Reihe von Vorbeiflügen an Europa durchführt. Sein wissenschaftliches Instrumentarium wird optische und thermische Bildgeräte, Spektrometer, Magnetometer und Radarsondierungsgeräte umfassen. Diese werden es der Raumsonde ermöglichen, die Oberfläche Europas zu vermessen, ihr magnetisches Moment zu messen und die chemische Zusammensetzung ihres Eises zu bestimmen.
Es wird auch ein Massenspektrometer und einen Staubanalysator tragen, um Europas schwache Atmosphäre, die Rauchfahnenaktivität zu untersuchen und den Staub und die Gase zu untersuchen, die über der Oberfläche aufgewirbelt werden. Die aus diesen Missionen gewonnenen Daten könnten auch zukünftige Missionen zur Oberfläche – wie die Europa Lander Konzept – das direkt nach Biosignaturen suchen und sogar eine Probenrückgabe durchführen könnte.
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