Wo sind die „Hotspots“ für die angeblichen Federn Europas?

Wissenschaftler suchen – und finden – thermische Beweise für Geysire auf dem Jovianischen Mond.

Wenn Jupitermond Europa Geysire hat, sind die natürlichen Motoren, die sie antreiben, gut versteckt.

Wissenschaftler haben die Daten der NASA-Mission Galileo genauer untersucht, um nach Regionen in Europa zu suchen, die warm genug sind, um mit Wasserdampfschwaden verbunden zu sein. Wenn es auf diesem Mond Hotspots gibt – der ein riesiges Meer aus flüssigem Wasser unter seiner eisigen Hülle beherbergt -, werden sie höchstwahrscheinlich versteckt bleiben, bis die Europa Clipper-Sonde der NASA Ende der 2020er oder Anfang der 2030er Jahre den Jupiter erreicht, haben die Forscher festgestellt.

Im Jahr 2016 gaben Wissenschaftler bekannt, dass sie mit dem Hubble-Weltraumteleskop der NASA eine schwache Wolke in Europa vorläufig entdeckt haben. Eine zweite unbestätigte Fahne wurde im folgenden Jahr angekündigt. Seitdem ist der Mond ruhig geblieben, und Wissenschaftler haben darüber diskutiert, ob die vom Weltraumteleskop entdeckten Merkmale tatsächlich durch schwebenden Wasserdampf verursacht wurden. [Mögliche Wasserfontänen auf Europa: Die Entdeckung in Bildern]

Um das Rätsel zu lösen, wandten sich Julie Rathbun und ihre Kollegen den von Galileo gesammelten Daten zu, als es in den 90er und frühen 2000er Jahren den Jupiter umkreiste. Rathbun ist Senior Scientist am Planetary Science Institute in Tucson, Arizona. Die Forscher hatten den Mond vor fast einem Jahrzehnt nach Wärmesignalen durchsucht, bevor die potenziellen Federn entdeckt wurden. Nun kehrten sie zurück, um die beiden potenziellen Quellregionen genauer zu untersuchen und nach Anzeichen von Hitze zu suchen, die auf geologische Aktivitäten hinweisen könnten. Die Ergebnisse waren weniger als ermutigend.

„Wir haben keine Hotspots an diesen Orten gesehen“, sagte Rathbun gestern (22. Oktober) während einer Pressekonferenz in der jährlichen Sitzung der American Astronomical Society’s Division for Planetary Sciences in Knoxville, Tennessee.

Aber das bedeutet nicht unbedingt, dass Europa nicht ausläuft, fügte Rathbun hinzu.

Der Fall des fehlenden Hotspots
Federn sind im gesamten Sonnensystem verbreitet. Jupiters Mond Io schießt ständig vulkanisches Material in die Luft. Saturns Eismond Enceladus bläst bekanntlich Wasserdampf und anderes Material aus seinem unterirdischen Ozean über eine Reihe von Geysire nahe dem Südpol in den Weltraum. Und die Erde ist reich an Geysire, von den Old Faithfuls des Yellowstone Nationalparks bis hin zu Islands Great Geysir.

Die Verbrennung des Gases, aus dem sich diese Federn zusammensetzen, erfordert eine Energiequelle, die in der Regel den Boden um die Federn herum erwärmt. Enceladus, Io und Erde haben alle Hotspots um ihre Geysire und Vulkane herum.

Aber nicht Europa, soweit wir das beurteilen können. Rathbun und ihre Kollegen sahen keine Hotspots an beiden der in den Galileo-Daten beschriebenen angeblichen Fahnenstandorte.

Es gibt vier mögliche Gründe für dieses Ergebnis, sagte Rathbun. Erstens ist es möglich, dass die Jets nicht existieren. Es ist auch möglich, dass die Hotspots existieren, aber feiner sind, als mit Galileo oder dem erdbasierten Atacama Millimeter/Submillimeter Array (ALMA) erkannt werden konnte. Eine weitere Möglichkeit ist, dass die Federn sporadisch sind und einfach nicht abgefeuert wurden, während Galileo in der Nähe war. Schließlich können die Federn Europas anders funktionieren als die Geysire auf anderen Welten.

„Es wurde erwartet, dass Europa aktiv wird“, sagte Rathbun. „Die Leute haben sich gefragt, wo die Federn sind und was mit ihnen passiert ist.“ [Fotos: Europa, Geheimnisvoller eisiger Mond des Jupiters]

Eine weitere Chance
Sowohl Europa als auch Enceladus sind Eismonde, von denen angenommen wird, dass sie jeweils einen unterirdischen Ozean beherbergen. Kein Wunder also, dass die Planetenforscher ihre Europa-Suche auf die auf Enceladus bestätigten Geysire stützten. Die Geysire vom Saturnmond stammen aus langen, schmalen „Tigerstreifen“-Rissen mit etwa der gleichen Fläche wie auf Europa, und auch die erwarteten Temperaturen sind ähnlich.

Es ist jedoch möglich, dass die Fahnenregionen Europas eine andere Konfiguration aufweisen als die des Saturn-Satelliten.

„Ich glaube nicht, dass es ein Tigerstreifen ist, aber es könnte eine kleine Quelle geben, die da ist, die wir einfach nicht erkennen“, sagte Rathbun.

Das Timing ist ein weiteres Anliegen. Galileo erforschte den Jupiter und seine Monde von 1995 bis 2003, mehr als ein Jahrzehnt bevor Hubble die Federn entdeckte. Wenn die Springbrunnen Europas sporadisch sind, sind ihre Hosting-Sites möglicherweise noch nicht aktiv geworden, während Galileo gesucht hat. Ebenso blickte ALMA mehrere Monate nach den Beobachtungen von Hubble auf den Mond und gab dem Gebiet möglicherweise Zeit, sich abzukühlen.

Sonnenlicht erschwert das Thema zusätzlich. Am Strand erwärmen sich Sand und Felsen und kühlen je nach Zusammensetzung unterschiedlich schnell. Nachdem die Federn zum ersten Mal entdeckt wurden, identifizierte ALMA eine Region in der Nähe eines jungen Kraters namens Pwyll, die wärmer schien als die umliegenden Gebiete. Rathbun sagte jedoch, dass Galileo zeigte, dass die gleiche Region kühler ist als ihre Umgebung auf der Nachtseite; ALMAs Beobachtungen zeigen, wie alle anderen von der Erde aus, nur die Tagesseite des Mondes. Rathbun sagte, dass die Variationen höchstwahrscheinlich von Merkmalen mit unterschiedlichen Zusammensetzungen stammen.

„Es ist viel konsistenter mit unterschiedlichen thermischen Eigenschaften, als dass es einen Hotspot gibt“, sagte sie.

Im Idealfall würde das gleiche Instrument Tag- und Nachtbeobachtungen vergleichen, um Wärme aus der Sonne als Erklärung für die Temperaturunterschiede auszuschließen, aber leider hat Galileo keine Tagesbilder der rätselhaften Region aufgenommen.

Rathbun sagte, die letzte Möglichkeit sei, dass der Pflaumenerzeugungsmechanismus auf Europa die Dinge nicht so aufheizt, wie es die bekannten Geysirfunktionen tun. Es ist derzeit nicht bekannt, welche Art von Mechanismus das tun könnte, aber sie sagte, dass die Möglichkeit nicht ausgeschlossen werden kann.

„Ich bin ständig erstaunt, wie viele Dinge wir im äußeren Sonnensystem finden, die keinen Sinn ergeben“, sagte sie.

Während es nicht genügend Daten gibt, um festzustellen, welche der vier Erklärungen wahrscheinlich die Realität repräsentiert, sagte Rathbun, dass ihre Lieblingsoption die bizarre Antwort ist.

„Ich würde es lieben, wenn da etwas anderes vor sich geht“, sagte sie. „Das macht immer am meisten Spaß.“

Europa wird wahrscheinlich nicht mehr in der Lage sein, solche Geheimnisse für lange Zeit zu bewahren. Die NASA-Sonde Europa Clipper, die derzeit für 2022 geplant ist, wird 45 Flüge nach Europa in einer Höhe von 1.700 Meilen bis 16 Meilen (2.700 Kilometer bis 25 Kilometer) durchführen.

Eines der Instrumente, die Clipper tragen wird, ist das Europa Thermal Emission Imaging System (E-THEMIS), ein Wärmemelder, der Wärmebilder des Mondes bei verschiedenen Wellenlängen aufnimmt.

„Wenn es irgendwo auf Europa einen Hotspot gibt, dann wird E-THEMIS ihn sehen“, sagte Rathbun.

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