Laborexperimente haben die Oberfläche von Europa, einem der vier großen Monde des Jupiters, nachgebildet – mit einem überraschenden Ergebnis: Europa leuchtet im Dunkeln. Während wir normalerweise die der Erde zugewandte Seite von Europa sehen, zeigt diese neue Studie, wie diese Welt von ihrer anderen Seite aussehen könnte.

Diese Entdeckung ist mehr als eine interessante Tatsache über das Sonnensystem – sie enthüllt Geheimnisse des rätselhaften Mondes.

Europa auf den Felsen

Die eisige Oberfläche von Europa ist reich an Salz, einschließlich Magnesiumsulfat (Bittersalz) und Natriumchlorid (gewöhnliches Kochsalz). Jede Art von Mineral strahlt bei der Abgabe von Energie bestimmte Wellenlängen des Lichts ab. Diese Studien ergaben, dass die Salze in der Eiskruste des Jupitermondes im Dunkeln leuchten können.

Europa ist eine der Wasserwelten unseres Sonnensystems, die unter ihrer gefrorenen Oberfläche einen riesigen Ozean birgt.

„Die Eishülle von Europa ist 15 bis 25 Kilometer dick und schwimmt auf einem Ozean, der 40 bis 150 Kilometer tief ist. Obwohl Europa nur ein Viertel des Durchmessers der Erde hat, könnte sein Ozean doppelt so viel Wasser enthalten wie alle Ozeane der Erde zusammen“, beschreibt die NASA.

Die Gravitationskräfte zwischen Europa, Jupiter und seinen Begleitern Io und Ganymed erzeugen Risse in der gefrorenen Oberfläche. An einigen Stellen steigt dieser Ozean durch diese Risse im Eis auf. Daher ist es möglich, durch die Untersuchung der äußeren Oberfläche des Eises etwas über die verborgenen Ozeane von Europa zu erfahren.

Rock, rave, and roll

Die Strahlung des Jupiters hebt die Energie der Salzmoleküle auf dem Weg des Mondes durch das Planetensystem an. Wenn sich diese Moleküle entspannen, wird diese Energie in Form von sichtbarem Licht freigesetzt.

„Diese hochenergetischen geladenen Teilchen, einschließlich Elektronen, wechselwirken mit der eis- und salzreichen Oberfläche, was zu komplexen physikalischen und chemischen Prozessen führt“, beschreiben die Forscher in Nature Astronomy.

Wie das menschliche Auge sieht, würde die Oberfläche von Europa grün, blau und weiß leuchten, je nachdem, welche Salzarten Licht aussenden. Das Eis leuchtete am stärksten mit grünem Licht, ähnlich wie ein typischer grüner Bildschirm, der in Film- und Videostudios verwendet wird (einschließlich Astronomy News mit The Cosmic Companion).

Höhere Konzentrationen von Bittersalz erhöhten die Menge der im Eis freigesetzten Energie, während Natriumchlorid und Karbonat den entgegengesetzten Effekt hatten.

Da Europa den Jupiter umkreist, wird dieser winzige Mond (etwas kleiner als unser eigener planetarischer Begleiter) von hochenergetischer Strahlung, einschließlich Elektronen, durchflutet.

Wenn diese Elektronen auf die Oberfläche des Eismondes fallen, wird die eintreffende Energie in Form von Licht freigesetzt, was dazu führt, dass Europa im Dunkeln leuchtet.

„Wäre Europa nicht dieser Strahlung ausgesetzt, würde er für uns so aussehen wie unser Mond – dunkel auf der Schattenseite“, sagte Gudipati. „Aber weil er von der Strahlung des Jupiters bombardiert wird, leuchtet er im Dunkeln“, erklärte Murthy Gudipati vom Jet Propulsion Laboratory (JPL).

Das JPL-Team baute ein einzigartiges Instrument – die Ice Chamber for Europa’s High-Energy Electron and Radiation Environment Testing (ICE-HEART) – um zu untersuchen, wie organisches Material in einer simulierten Europa-Umgebung auf Strahlung reagieren würde.

Diese Entdeckung war ein glücklicher Zufall für die Forscher.

„Zu sehen, dass die Natriumchlorid-Sole deutlich weniger leuchtet, war der Aha-Moment, der den Verlauf der Forschung änderte“, sagte Fred Bateman, Mitautor eines Zeitschriftenartikels, in dem die Studie beschrieben wird.

Sailing the Alien Seas

Im obigen Video werfen Sie einen Blick auf die bevorstehende Europa-Clipper-Mission der NASA, die zum ersten Mal einen außerirdischen Ozean im Detail erforschen soll. (Video credit: NASA/JPL)

„Der Mensch kann keine neuen Ozeane entdecken, wenn er nicht den Mut hat, das Ufer aus den Augen zu verlieren.“ – Andre Gide

Der Europa Clipper, die kommende Hauptmission der NASA zur Erforschung der jovianischen Wasserwelt, soll Mitte der 2020er Jahre starten. Dieses Raumfahrzeug wird Europa während mehrerer Vorbeiflüge an dem rätselhaften Mond untersuchen.

Investigatoren prüfen die Fähigkeiten der Instrumente an Bord des Raumfahrzeugs genau, um zu sehen, wie diese Studie die Erforschung der gefrorenen Oberfläche von Europa unterstützen könnte.

An Bord der Raumsonde könnte die Europa Clipper Wide Angle Camera eine beträchtliche Menge an Daten über die Salzkonzentration auf dem Eismond sammeln.

Diese Kamera, die einen 4k x 2k CMOS-Detektor verwendet, hat ein Sichtfeld von 48 mal 24 Grad. Aus einer Höhe von 50 Kilometern über Europa werden Details mit einem Durchmesser von bis zu 11 Metern als einzelne Pixel sichtbar sein.

Es könnte sogar möglich sein, Bilder der „Nachtseite“ von Europa zu machen, die im Dunkeln leuchtet.

Diese Studie konzentrierte sich auf Europa, aber die Ergebnisse könnten auch auf andere große Körper in strahlungsreichen Umgebungen anwendbar sein, einschließlich Io und Ganymed im Jupitersystem.

Europa ist einer der wahrscheinlichsten Orte in unserem Sonnensystem, um Leben zu finden. Sollten auf Europa Lebensformen gefunden werden – und seien sie noch so primitiv – wäre dies ein Zeichen dafür, dass sich auf Welten im gesamten Kosmos wahrscheinlich Leben bilden wird.

Dieser Artikel wurde ursprünglich von James Maynard, dem Gründer und Herausgeber von The Cosmic Companion, auf The Cosmic Companion veröffentlicht. Er stammt aus Neuengland und lebt als Wüstenratte in Tucson, wo er mit seiner reizenden Frau Nicole und Max, der Katze, lebt. Den Originalbeitrag können Sie hier lesen.

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