Aufnahme des Jupitermondes Europa aus 2,9 Millionen Kilometer Entfernung (aufgenommen 1979 von der Sonde „Voyager 1“ (l.); Nahaufnahme der von Rissen und Spalten durchzogenen Oberfläche Europas, aufgenommen von „Voyager 2“ (m.) und eine Halbmondansicht durch die „Galileo-Sonde“ Ende der 1990er Jahre (r.). Copyright: NASA/JPL
Greenbelt (USA) – Der Jupitermond Europa steht ganz oben auf der Liste der Ziele für die Suche nach außerirdischem Leben im Sonnensystem. Unter einem kilometerdicken Eispanzer vermuten Wissenschaftler schon lange einen Ozean flüssigen Wassers. Doch ob dieses Wasser durch Risse und Spalten in Form von geysirartigen Fontänen auch an die Oberfläche gelangt, war bislang umstritten. Jetzt aber bestätigen neuste Beobachtungen Wasserdampf auf dem Jupitermond.
Wie das Team um Lucas Paganini, vom Goodard Space Flight Center der NASA aktuell im Fachjournal „Nature Astronomy“ (DOI: 10.1038/s41550-019-0933-6) berichtet, gelang der Nachweis von Wasserdampf mit dem Teleskop des W. M. Keck Observatory auf Hawaii. Die Bestätigung von Wasserdampf oberhalb der Mondoberfläche erlaubt es den Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftlern auch, die Vorgänge im Innern von Europa besser zu verstehen. So stützt die Entdeckung die Vorstellung vom unter der Eiskruste verborgenen Ozean flüssigen Wassers und damit einer der Grundlagen für Leben, wie wir es bislang nur von der Erde kennen. Bisherige Berechnungen vermuten, dass der globale Europa-Ozean doppelt so viel Wasser beherbergen könnte wie die irdischen Ozeane.
Allerdings könnte das durch Fontänen an die Oberfläche gepresste Wasser auch aus flachen Taschen innerhalb der Eiskruste selbst stammen. Zudem könnte der Wasserdampf auch durch die Wechselwirkung der starken Strahlung des Jupiters mit dem Eispanzer entstehen.
Allerdings zweifeln die NASA-Wissenschaftler anhand der neusten Beobachtung an diesem Mechanismus als Erklärung für ihre Wasserdampfmessungen.
„Die grundlegenden chemischen Zutaten des uns bekannten Lebens – Kohlenstoff, Wasserstoff, Sauerstoff, Stickstoff, Phosphor und Schwefel – sowie Energiequellen finden wir an zahlreichen Orten im Sonnensystem. Die dritte Zutat – flüssiges Wasser – finden wir aber nur selten jenseits der Erde“, erklärt Paganini. „Auch wenn wir bislang auf Europa noch kein flüssiges Wasser direkt nachweisen konnten, so ist der jetzt geortete Wasserdampf bislang doch der beste Hinweis dafür.“
Grafische Überblendung der spektroskopischen Daten der Wasserdampfmessung mit einer Kompositaufnahme des Jupitermondes Europa, der Sonden “Voyager” und “Galileo”. Copyright: NASA/ESA/L. Roth/SWRI/Universität zu Köln
Hintergrund Schon vor der aktuellen Entdeckung gab es Hinweise auf Wasser auf Europa. So entdeckte die Galileo-Sonde, die das Jupitersystem von 1995 bis 2003 erforschte, Störungen im Magnetfeld des Jupiters, wie sie auf eine elektrisch leitfähige Flüssigkeit – am ehesten einen verborgenen Wasserozean – unter der Eiskruste Europas hindeuteten. Weitere Analysen dieser Störungen ergaben 2018 Hinweise auf Fontänen, wie sie ähnlich schon auf dem Saturnmond Enceladus entdeckt wurden (…GreWi berichtete). Hinweise auf diese Fontänen hatte schon das Weltraumteleskop „Hubble“ 2013 und 2016/17 geliefert, diese konnten bei späteren in anderen Beobachtungsdaten zunächst jedoch nicht, später dann doch bestätigt werden.
Wie das Team berichtet, reiche die Menge des aktuell gemessenen Wasserdampfs mit 2.360 Kilogramm pro Sekunde leicht aus, um damit binnen weniger Minuten ein Wettkampfschwimmbecken zu füllen. Zugleich entdeckten die Wissenschaftler aber auch, dass das Wasser nur selten in derart großen Mengen austritt, wie sie mit Teleskopen von der Erde aus detektiert werden können. Tatsächlich gelang den Astronomen die Ortung der Wassermoleküle nur einmal während insgesamt 17 Beobachtungsnächten zwischen 2016 und 2017.
Weitere Erkenntnisse soll die NASA-Mission „Europa-Clipper“ liefern, die Mitte der 2020er Jahre ins Jupiter-System aufbrechen soll. Mindestens drei Jahre lang wird die Sonde dann immer wieder an Europa vorbeifliegen, da eine direkte Orbitalmission aufgrund der starken Strahlung des Jupiters nicht machbar wäre. Hierbei soll die Sonde dann mit Hilfe eines Massenspektrometers die dünne Atmosphäre und mögliche Fontänen aus dem Innern des Mondes und damit die Zusammensetzung der eisigen Europa-Oberfläche wie auch des vermuteten flüssigen Ozeans analysieren, von dem Forscher ausgehen, dass er sich unter der eisigen Kruste verbirgt (…GreWi berichtete).
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