Die Illustration eines Künstlers von Wasserfahnen, die aus dem eisigen Ozean von Jupiters Mond Europa ausbrechen.
(Bild: © NASA Conceptual Image Lab - Michael Lentz (USRA), Walt Feimer (KBRwyle), Bailee DesRocher (USRA) und das Jet Propulsion Laboratory der NASA)
Im Jahr 2012 erhaschte das Hubble-Weltraumteleskop einen Blick auf eine schwache Materialwolke am Südpol von Jupiters Mond. Europa. Seitdem hat der Mond schwache Schimmer von Federn geliefert, die auf dieses Material aus seinem eisigen inneren Ozean hinweisen könnte in den Weltraum spritzen.
Nun eine neue Studie, die Bilder des Mondes kombinierte, um nach Anzeichen von Material in der europäischen Landschaft zu suchen, nur um keine offensichtlichen Hinweise auf die Eruptionen zu finden.
Im Jahr 1995 NASAs Galileo-Mission kam am Jupiter-System an und begann eine detaillierte Untersuchung der Gasriesen und ihrer Monde, einschließlich Europa. Europa wurde auch von der NASA besucht Voyager und New Horizons Raumschiff auf dem Weg aus dem Sonnensystem. Mithilfe der von allen drei Missionen gesammelten Daten konnte Paul Schenk, ein Forscher am Lunar and Planetary Institute in Houston, nach Anzeichen von Veränderungen suchen, die darauf hindeuten könnten, dass ausbrechendes Material auf die Oberfläche zurückgefallen war. Die Federn selbst könnten helfen, Informationen über den Ozean zu enthüllen, der tief unter dem Eis verborgen ist.
"Federn auf eisigen Körpern produzieren normalerweise eine Reihe von Partikelgrößen", sagte Schenk Space.com per E-Mail. Die Schwerkraft zieht die größten und massereichsten Partikel an die Oberfläche zurück. "Diese Partikel unterscheiden sich immer in irgendeiner Weise von der Oberfläche, entweder durch Zusammensetzung und Farbe oder durch Partikelgröße und damit scheinbare Helligkeit", sagte er. "Wir haben also erwartet, dass in der Nähe der Quellen, wo immer sie sich befinden, eine ungewöhnliche Helligkeit oder Farbsignatur zu sehen ist."
Schenk fand jedoch keine Unterschiede in der Helligkeit oder Zusammensetzung, die darauf hindeuten könnten, dass Ozeanmaterial auf der Mondoberfläche gelandet sein könnte.
Das überraschende Fehlen von Variationen könnte bedeuten, dass die Fahnenaktivität während der drei Jahrzehnte der Kartierung relativ kontinuierlich war und sich die abgesonderten Partikel im Laufe der Zeit ohne offensichtliche Unterschiede vermischten. Eine andere Möglichkeit besteht darin, dass die Federn "Stealth" -Einlagerungen erzeugten, die mit den verfügbaren Instrumenten nicht sichtbar waren. Schließlich könnten die Federn selbst untypisch sein, nicht wirklich Federn, sondern etwas, das auf anderen Welten nicht zu sehen ist.
"Wir wissen nicht wirklich, warum wir keine sehen offensichtliches Zeichen von Federn auf Europas Oberfläche", Sagte Schenk." Wir müssen dorthin gehen, um es herauszufinden. "
An der Oberfläche erscheint Europa eher unauffällig, eine grau-weiße Welt mit Spuren von faszinierende rote Flecken. Der gesamte Mond ist mit Eis bedeckt und versteckt einen Ozean darunter. Die Wechselwirkung des Ozeans mit darunter liegenden Felsschichten könnte ein Paradies für die Entwicklung des Lebens sein, insbesondere wenn die Ozeane Entlüftungsöffnungen enthalten, die Wärme aus dem Inneren aufbringen.
Seit 2012 hat Hubble entdeckt mehrere Hinweise auf explosive Aktivität wie der Mond zwischen Erde und Jupiter gegangen ist. Während einiger Passagen wurde das Licht des Jupiter durch Dampf blockiert, der von der Mondoberfläche austrat.
Europa ist nicht der erste Mond, von dem bekannt ist, dass er explosive Federn hat. Saturnmond Enceladus ist bekannt für das Ausspucken von Material aus seiner Spalten mit Tigerstreifen an seinem Südpol. Die Cassini-Mission der NASA flog durch einen der Ausbrüche, um eine Probe des Materials zu erhalten, das das Raumschiff ursprünglich nicht zum Sammeln und Untersuchen entwickelt hatte.
Wenn die NASA Europa Clipper Mission Kommt der Mond in den 2030er Jahren an, wird er besser auf Federn vorbereitet sein. Das Raumschiff wird das Massenspektrometer für die Erforschung des Planeten / Europa (MASPEX) tragen, das Gase um den Mond sammelt und jegliches Federmaterial analysiert, das möglicherweise in den Weltraum freigesetzt wird. Dazu muss das Raumschiff an den Regionen vorbeifliegen, in denen Material ausgestoßen wird. Die Identifizierung dieser Regionen vor der Ankunft des Raumfahrzeugs würde den Prozess erleichtern.
Mit den von den drei Missionen erstellten Karten erstellte Schenk neue Karten, die zeigten, wie sich die Oberfläche im Laufe der Zeit entwickelte. Sich ändernde Merkmale erscheinen als größere dunkle oder helle Merkmale, die sich von der statischen, unveränderlichen Landschaft auf dem Mond unterscheiden. Die neuen Karten zeigten jedoch keine größeren Veränderungen an der Oberfläche, die größer als 50 Kilometer waren.
Als nächstes untersuchte Schenk spezifisch die Kandidatenfahnenstellen, Regionen, die basierend auf identifiziert wurden wo Federn über Europa entdeckt worden waren. Die Bildabdeckung für die von Hubble identifizierten Südpolstandorte war schlecht, und es waren keine offensichtlichen Merkmale sichtbar.
"Federn produzieren möglicherweise keine beobachtbaren Ablagerungen in der vorhandenen Bildgebung", schrieb Schenk in seinem Artikel, der am 24. März in der Astrophysical Journal Letters. "Dies ist möglich, wenn es sich bei Europas Federn nur um 'Stealth-Federn' handelt, aber das Versagen von Wasserdampf, beim Entlüften in den Weltraum zu Partikeln zu kristallisieren, schwer zu erklären ist."
Der Größenunterschied zwischen belüfteten Partikeln und Oberflächenpartikeln sollte so unterschiedlich sein, dass er vom Raumschiff entdeckt werden kann, selbst wenn sie dünn auf dem Boden liegen. Wenn jedoch Stealth-Federn die Norm sind, kann eine Kartierungsspektrometrie im mittleren Infrarot- oder Ultraviolettbereich erforderlich sein, um sie zu erfassen. Clipper trägt eine Digitalkamera, die für ultraviolette Wellenlängen empfindlich ist, und kann möglicherweise die Spuren erkennen.
Das Chaos von Europa
Rätselhafte Regionen bekannt als Chaos Terrain könnte möglicherweise kurzfristige Federn produzieren und ihre Fingerabdrücke verbergen. Hunderte von Chaosregionen sind mit Kuppeln und eisburglischen Blöcken über die Mondoberfläche verstreut. Während die untere Schicht des Oberflächeneises durch Gezeitenwechselwirkungen zwischen Jupiter und Europa erwärmt wird, knickt die Oberfläche in sich ein und erzeugt Spannungsbrüche. Das Eis oben wird schwächer und die Kruste knickt und sinkt und bildet größere, gletscherartige Eisblöcke.
Schenk sagte, dass diese gewalttätigen Ereignisse für kurze Zeit flüssiges Wasser an der Oberfläche freilegen könnten. Dieses Wasser könnte abkochen und lokalisierte Schwaden gefrorener Wasserdampfkristalle erzeugen. In der Umgebung gibt es schwache Anzeichen, die Fingerabdrücke der Federn sein könnten.
"Wir beobachten dies vielleicht in einigen Kilometern in Form von dunklen Lichthöfen um ein gewisses Chaos [Gelände], aber wir sind uns nicht sicher", sagte Schenk.
Eine andere Möglichkeit besteht darin, dass die ausgedehnten Abgründe, die sich über 1.000 Kilometer über die Oberfläche Europas erstrecken, Material ausstoßen könnten. Gelegentlich enthalten die Abgründe doppelte Grate mit dunkelroten Materialien, die die Oberflächen bis zu 10 km entlang der Seiten bedecken. Frühere Untersuchungen haben gezeigt, dass das brünierte rote Material entlang der Flanken durch explosive Entlüftung aus den Abgründen stammen könnte, ähnlich wie Wasserdampfstrahlen aus den zentralen Rissen entlang der Doppelkämme von Enceladus.
"Wenn die dunkleren rötlichen Materialien, die die Doppelkämme auf Europa flankieren, auf das Entlüften von Federmaterialien wie bei Enceladus zurückzuführen sind, wären sie spektakulär gewesen", sagte Schenk. Während der Eruptionen hätten die Grate über den größten Teil ihrer Länge Material freigesetzt und lange Vorhänge aus Gas und Partikeln erzeugt, die mehrere Kilometer hoch in den Weltraum über jedem Kamm bogen, obwohl es unwahrscheinlich ist, dass sie alle gleichzeitig explodierten.
"Es wäre ziemlich aufregend gewesen, dort in einem Raumanzug zu stehen und diese Ereignisse entlang der Kämme zu beobachten, die über dem Horizont verschwinden", sagte Schenk.
Die neuen Ergebnisse unterstreichen die begrenzte Menge und geringe Qualität der Mondbilder. Clipper plant eine umfangreiche Jagd nach Federaktivitäten mit hoffentlich mehr Erfolg. Bis dahin könnten die Federn ein Rätsel bleiben, sagte Schenk.
"Was auch immer bei Europa los ist, wir sind noch nicht auf den Grund gegangen."
- Die Europa Clipper-Mission der NASA zu Jupiters eisigem Mond schließt große Hürde auf dem Weg zum Start
- Europa-Bericht: Jupiters eisiger Mond erklärt (Infografik)
- 6 wahrscheinlichste Orte für fremdes Leben im Sonnensystem
