Was lange vermutet wurde, wurde nun bestätigt: Jupiters Mond Europa hat Wasser. Da wir in den letzten Jahren mehr über das äußere Sonnensystem erfahren haben, ist Europa zu einem vorrangigen Ziel bei der Suche nach Leben geworden. Mit dieser Entdeckung hat die NASA gerade ein großes rotes Bullauge auf Jupiters kleinsten galiläischen Mond gemalt.
"Obwohl Wissenschaftler flüssiges Wasser noch nicht direkt entdeckt haben, haben wir das nächstbeste gefunden: Wasser in Dampfform."
Lucas Paganini, Planetarwissenschaftler der NASA, Forschungsleiter.
Vor dieser Entdeckung hatten Wissenschaftler bereits einige Beweise dafür, dass Europa das Potenzial hat, Leben zu beherbergen. Der Mond hat die glatteste Oberfläche aller Objekte im Sonnensystem, was die Wissenschaftler zu der Hypothese veranlasste, dass er flüssiges Wasser in einem unterirdischen Ozean hatte, das durch Gezeitenbiegung vom Jupiter über dem Gefrierpunkt gehalten wurde. Diese Gezeitenbiegung hält nicht nur das Wasser in flüssiger Form, sondern erzeugt laut der Hypothese auch eine Eisplattenbewegung ähnlich den tektonischen Platten auf der Erde.
Weitere Beweise ergaben sich aus der Untersuchung der braunen Flecken auf der Oberfläche Europas. Wissenschaftler stellten die Hypothese auf, dass dies Chemikalien aus dem unterirdischen Ozean sind, die ihren Weg an die Oberfläche gefunden haben. Dies zeigt, dass der Meeresboden möglicherweise mit der Oberfläche interagiert, eine wichtige Überlegung, wenn über Bewohnbarkeit nachgedacht wird.
Die Entdeckung flüssiger Federn erhöhte die Aufregung über die potenzielle Bewohnbarkeit Europas.
Im Jahr 2012 hat der Hubble ein Bild von Europa aufgenommen, das zeigt, was viele als Wasserdampfwolke interpretieren, die aus einem Riss in der gefrorenen Oberfläche austritt und bis zu einer Höhe von etwa 200 km schießt. (Zum Vergleich: Der Mount Everest ist nur 8,8 km hoch.) Im Jahr 2016 gab es mehr Hinweise von Hubble, die auf Federn hindeuteten.
Das Galileo-Raumschiff der NASA entdeckte während der Zeit dieses Raumschiffs am Jupiter von 1995 bis 2003 Störungen im Jupiter-Magnetfeld in der Nähe von Europa. Wissenschaftler führten diese Störungen auf einen salzigen Ozean zurück, der unter der gefrorenen Mondoberfläche existieren könnte, da ein salziger Ozean Elektrizität leiten kann.
Außerdem kam das Galileo-Raumschiff 1997 bis zu 206 km an die Oberfläche Europas heran, und einige Forscher vermuten, dass es tatsächlich durch eine Wolke geflogen ist.
In all diesen Daten gab es jedoch keine endgültige Entdeckung von Wasser. Das hat sich geändert.
"Diese erste direkte Identifizierung von Wasserdampf auf Europa ist eine kritische Bestätigung unserer ursprünglichen Entdeckung von Atomspezies ..."
Lorenz Roth, Astronom und Physiker, KTH Royal Institute of Technology in Stockholm, Mitautor.
Ein Team von Wissenschaftlern unter der Leitung von Lucas Paganini, einem Planetenforscher der NASA, hat ein Papier veröffentlicht, in dem die Entdeckung von Wasser in Europa angekündigt wird. Das Papier trägt den Titel "Eine Messung von Wasserdampf in einer weitgehend ruhenden Umgebung auf Europa". Es wurde am 18. November in der Zeitschrift Nature veröffentlicht.
In einer Pressemitteilung sagte Paganini: „Wesentliche chemische Elemente (Kohlenstoff, Wasserstoff, Sauerstoff, Stickstoff, Phosphor und Schwefel) und Energiequellen, zwei von drei Lebensanforderungen, sind im gesamten Sonnensystem zu finden. Aber das dritte - flüssiges Wasser - ist jenseits der Erde etwas schwer zu finden. Obwohl Wissenschaftler flüssiges Wasser noch nicht direkt entdeckt haben, haben wir das nächstbeste gefunden: Wasser in Dampfform. "
Paganini und die anderen Wissenschaftler sagten, sie hätten genug Wasser entdeckt, um in wenigen Minuten ein olympisches Schwimmbecken zu füllen. etwa 2360 kg / s (5202 lbs / s). Sie berichten auch, dass das Wasser nur selten auftritt. „Für mich ist das Interessante an dieser Arbeit nicht nur der erste direkte Nachweis von Wasser über Europa, sondern auch dessen Fehlen innerhalb der Grenzen unserer Nachweismethode.“
Die Ergebnisse stammen aus der Beobachtung der Zeit mit dem W.M. Keck Observatorium in Hawaii. Während 17 Beobachtungsnächten in den Jahren 2016 und 2017 fand das Team nur einmal das schwache, deutliche Signal von Wasserdampf. Der Dampf wurde auf Europas führender Hemisphäre entdeckt, als er den Jupiter umkreiste. (Europa ist gezeitengebunden an Jupiter gebunden, genau wie der Mond an die Erde.)
Wasser emittiert Infrarotlicht in bestimmten Frequenzen, wenn es mit Sonnenstrahlung interagiert. Mithilfe eines Spektrographen am Keck-Teleskop haben Wissenschaftler die chemische Zusammensetzung auf Europas führender Hemisphäre gemessen.
"Diese erste direkte Identifizierung von Wasserdampf auf Europa ist eine kritische Bestätigung unserer ursprünglichen Entdeckung von Atomspezies und unterstreicht die offensichtliche Spärlichkeit großer Federn auf dieser eisigen Welt", sagte Lorenz Roth, Astronom und Physiker am KTH Royal Institute of Technologie in Stockholm, die 2013 die Hubble-Studie leitete und Mitautor dieser jüngsten Untersuchung war.
Roth bezieht sich auf die Erkennung der Komponenten, aus denen das Wasser besteht, das sich über Europa befindet. Das ist zwar faszinierend, aber nicht gleichbedeutend mit der Entdeckung von Wasser. Um das Wasser zu finden, musste das Team das bodengestützte Keck-Observatorium und seinen Spektrographen verwenden, da kein aktuelles Raumschiff in der Lage ist, Wasser zu erkennen.
Es ist nicht einfach festzustellen, dass es sich nicht nur um die Bestandteile des Wassers, sondern um Wasser handelt, insbesondere von der Erde aus. Das Team hinter dieser Studie musste sich mit dem Wasser in der Erdatmosphäre auseinandersetzen und stützte sich dabei auf komplexe mathematische Modelle und Computermodelle.
Das Team ist zuversichtlich in ihre Ergebnisse, auch wenn es anerkennt, dass eine Mission nach Europa erforderlich ist, um den Mond wirklich zu verstehen.
"Wir haben sorgfältige Sicherheitsüberprüfungen durchgeführt, um mögliche Verunreinigungen bei bodengestützten Beobachtungen zu entfernen", sagte Avi Mandell, ein Goddard-Planetenwissenschaftler im Paganini-Team. "Aber irgendwann müssen wir uns Europa nähern, um zu sehen, was wirklich los ist."
Hoffentlich müssen Wissenschaftler - und der Rest von uns - nicht zu lange warten, um endgültigere Antworten auf die vielen Fragen Europas zu erhalten. Der Europa Clipper wurde im August 2019 in die endgültige Entwurfsphase versetzt und soll Mitte der 2020er Jahre auf den Markt kommen. Es wird eine ganze Reihe von Instrumenten enthalten, um die Geheimnisse Europas zu erforschen. Das aufregendste von allen könnte das Bodenradar sein. Es könnte direkt durch das Eis sehen und die Existenz eines unterirdischen Ozeans ein für alle Mal bestätigen.
Als ob ein Orbiter nicht genug wäre, spricht man auch von einem Europa-Lander.
Im Jahr 2019 gewährte der Kongress der NASA 195 Millionen US-Dollar für die Entwicklung eines Landers im Rahmen der Clipper-Mission. Die NASA hat dieses Geld nie angefordert, wahrscheinlich auch nicht, weil die Oberfläche Europas ein schwieriges Umfeld ist, auf dem man landen kann. Vielleicht weiß der Kongress, dass Landungen ein großes öffentliches Interesse erregen.
Natürlich ist nicht nur die Oberflächenumgebung Europas problematisch. Die Strahlung um Jupiter ist extrem, und um erfolgreich zu sein, muss der Europa Clipper breiten elliptischen Bahnen folgen und sich nur für bestimmte Zeiträume Europa nähern, bevor er sich in Sicherheit zurückzieht. So konkurriert das Juno-Raumschiff der NASA mit Jupiters Strahlung.
Trotzdem kann der Clipper alle Federn direkt abbilden und sogar mit seinen Massenspektrometern abtasten. Es wird auch in der Lage sein, die Oberfläche detaillierter als je zuvor zu untersuchen.
Wir müssen jedoch geduldig sein. Juno brauchte fünf Jahre, um Jupiter zu erreichen. Wenn die Europa Clipper-Mission Mitte der 2020er Jahre startet, werden wir erst 2030 oder später wissenschaftliche Ergebnisse erhalten.
Mehr:
- Pressemitteilung: NASA-Wissenschaftler bestätigen Wasserdampf auf Europa
- Forschungsbericht: Eine Messung von Wasserdampf in einer weitgehend ruhenden Umgebung auf Europa
- Space Magazine Video: Erkundung der eisigen Monde des Jupiter. Europa Clipper der NASA und JUICE der ESA
