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Autor: Michael Clormann / 14. Dezember 2013, 23:06 Uhr

Europas Geheimnisse

In den vergangenen Wochen häuften sich astronomische Fachveröffentlichungen über den bekannten Mond des größten um unsere Sonne kreisenden Planeten. Durch Teleskopbeobachtung und Messungen von Planetensonden in den letzten Jahren, scheint sich neuerdings ein modifiziertes Bild seiner Oberflächenstruktur- und Zusammensetzung und auch der unter und über dem vorhandenen Eispanzer ablaufenden Vorgänge geologischen Materialtransports zeichnen zu lassen. Beobachtungen auf beiden Feldern erweitern das bisherige Wissen über die möglicherweise vorhandenen äußeren Bedingungen zur Entstehung von Leben auf Europa.

Quelle: NASA, Max-Planck-Institut für Sonnensystemforschung
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Der Jupitermond Europa gehört, nimmt man die bewegte Geschichte seiner Erforschung als Anhaltspunkt, zu den vielleicht interessantesten Himmelskörpern in unserem Sonnensystem. Von Galileo Galilei im Jahr 1610 in einer Zeit fundamentaler astronomischer Kontroversen entdeckt, faszinierte seine Existenz und Beschaffenheit in der Folgezeit Generationen neuzeitlicher Naturforscher und Astronomen. Auch heute noch ist er Objekt großen Interesses von wissenschaftlicher Seite, da er als potentieller Hort außerirdischen Lebens in unserem Sonnensystem gilt.

Mit einem Durchmesser von gut 3.100 Kilometern, etwas weniger als der Erdmond mit fast 3.500 Kilometern, ist Europa der viertgrößte Trabant des Jupiter. Er umläuft den Gasgiganten mit einem Bahnradius von nur etwa 670.000 Kilometern, also einer verhältnismäßig zu dessen Größe und Masse viel geringeren Entfernung als unser eigener kosmischer Begleiter die Erde. Entsprechend höher ist die Orbitalgeschwindigkeit des Galileischen Monds und geringer seine Umlaufzeit um seinen Planeten. Insgesamt ist Europa unter dieses Bedingungen relativ starken Gezeitenkräften ausgesetzt.

JPL

Bild vergrößernSchnitt der Mantelstruktur des Monds. Die Oberfläche ist von den Spuren verschiedener Meteoriteneinschläge gezeichnet. Die bedeckende Eisschicht wird von unten durch die Konvektion des Ozeans angetaut und ist an einigen Stellen von Spalten durchbrochen, die den Kontakt des Wassers zur Oberfläche gewährleisten.
(Bild: JPL)
Letztere sollen die Erklärung für ein Phänomen bereitstellen, das mit Hilfe von Beobachtungen des Hubble-Weltraumteleskops vor ziemlich genau einem Jahr erstmals visualisiert werden konnte: Wasserdampf, oder vielmehr dessen ionisierte und im ultravioletten Spektralbereich strahlende Bestandteile, etliche Kilometer über der südlichen Polregion des Monds. Eine vorwiegend US-amerikanische Forschergruppe vermutet in einem diese Woche veröffentlichen Artikel den Ursprung des Materials in flüchtigen Fontänen aus Wasserdampf, welche durch Risse im Oberflächeneis Europas aus dem darunterliegenden Ozean aufsteigen, dabei aber kaum direkt sichtbar werden. Durch die geringe Schwerkraft des Himmelskörpers ist es dem ausgetretenen Wasser demnach jedoch möglich bis in etwa 200 Kilometer Höhe aufzusteigen, um dort unter dem Einfluss des starken Jupiter-Magnetfelds, für das erdnahe Teleskop Hubble gerade noch detektierbar, ionisiert zu werden. Ähnliche Säulen aufsteigenden Dampfs und anderen Materials waren bisher nur auf dem Saturnmond Enceladus bekannt, seit die NASA-Sonde Cassini sie im Jahr 2005 aus einer Umlaufbahn um den Planeten erspäht hatte. Dort, wie auch auf Europa, sind die Ausgasungen insofern für die Wissenschaft besonders interessant, als sie einen unmittelbaren Einblick in die Zusammensetzung der unter den beiden Mondoberflächen befindlichen Ozeane ermöglichen, in denen mögliches Leben vermutet wird.

Fast zeitgleich mit der Präsentation dieser Forschungsergebnisse, konnten vor wenigen Tagen auch auf anderem Gebiet Neuigkeiten über die Beschaffenheit des Jupitermonds vermeldet werden. Sie scheinen für die Frage relevant zu sein, wie organische Stoffe als Bausteine einfachen Lebens in der Vergangenheit auf Europa gelangt sein könnten.

NASA/JPL-Caltech

Bild vergrößernEuropa wird von einem, etwa einen Kilometer durchmessenden, Meteoriten getroffen. So könnte der Einschlag ausgesehen haben, der organisches Material enthielt. Künstlerische Darstellung.
(Bild: NASA/JPL-Caltech)
Neue Analysen von Messungen der 1989 gestarteten Galileo-Mission deuten darauf hin, dass auf der Oberfläche des Himmelskörpers auszumachende, charakteristisch ringförmige Formationen aus tonartigen Mineralen das Produkt eines vergangenen Meteoriteneinschlags sind. Ein Gesteins- oder Eisball mit einem Durchmesser zwischen 1.100 und 1.700 Metern, auftreffend unter einem relativ flachen Winkel, könnte eine solche Formung der Oberfläche Europas bewirkt haben. Dabei ist gerade von jenen Meteoriten, die Material ähnlich der 1998 von Galileo erfassten Zusammensetzung mit sich führen, auch bekannt, dass sie oftmals auch Spuren organischer Verbindungen enthalten. Sie könnten so auf den Jupitertrabanten gelangt sein,

Zuletzt war unter anderem im Jahr 2011, ebenfalls mit Datenmaterial des Galileo-Orbiters, die, wie sich herausstellte immense, Größe des Wasservorrats unter der dicken Eisschicht Europas Gegenstand von Untersuchungen. Im Zuge dessen zeigte sich damals auch, dass der eigentlich vollständig zugefrorene Ozean über verschiedene geologische Mechanismen dennoch in einem regen Stoffaustausch mit der Oberfläche steht. Er wird durch die Kernwärme des Monds und die Reibung der Gezeitenbewegung stetig auf Temperaturen oberhalb des Gefrierpunkts gehalten und schmilzt durch Konvektion der unterschiedlich warmen Wasserschichten ständig die untere Fläche der ihn bedeckenden Eisschicht an.

Sollte zukünftig tatsächlich Leben auf dem viertgrößten Mond des Jupiter nachgewiesen werden könne, stellen diese jüngsten Entdeckungen eine mögliche Erklärung für die Herkunft und den Transport des Ausgangsmaterials für dessen Entstehung dar. Eine baldige Gelegenheit zur weiteren Forschung in dieser Richtung wird sich zum Beispiel im Rahmen der JUICE-Mission der Europäischen Weltraumorganisation bieten. Sie soll noch Anfang der 2020er Jahre Richtung Jupiter starten, um den Wissenstand über die Galileischen Monde durch Erweiterung der verfügbaren Datenbasis voranzubringen.

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