Europa winkt. Ein entfernter Eisball, einer von 80 bekannten Jupitermonden, aber was drin ist, ist wichtig, und was drinnen ist, wird als etwas Besonderes vorausgesagt.
Unter der eisigen Oberfläche Europas sagen Wissenschaftler die Existenz eines riesigen verborgenen Ozeans voraus: eines riesigen Gewässers, das eine der besten Möglichkeiten darstellt, Leben im Sonnensystem zu finden.
Europa ist jedoch nicht nur eine “leuchtende Hoffnung” für die Entdeckung des Lebens jenseits der Erde. Neueren Studien zufolge kann der Satellit aus einem anderen Grund hell sein – der Mond leuchtet buchstäblich im Dunkeln.
In der neuen Studie schlägt ein Team unter der Leitung des Physikers Murthy Gudipati vom California Institute of Technology und des Jet Propulsion Laboratory der NASA vor, dass die Strahlung des Jupiter-Magnetfelds aufgrund von Reaktionen mit der Eischemie ein Leuchten auf der eisigen Oberfläche von Europa verursachen könnte.
“Die Oberfläche Europas erfährt aufgrund des starken Magnetfelds von Jupiter ständig hohe Ströme geladener Teilchen”, erklären die Forscher in ihrem Artikel.
“Geladene hochenergetische Teilchen, einschließlich Elektronen, interagieren mit einer Oberfläche, die reich an Eis und Salz ist, was zu komplexen physikalischen und chemischen Prozessen führt.”
Da wir die chemische Zusammensetzung der Eisdecke Europas noch nicht vollständig verstehen, ist unklar, wie diese Prozesse aussehen werden, und bis jetzt haben weder das Keck-Observatorium in Hawaii noch das Hubble-Weltraumteleskop dieses hypothetische Leuchten aufgezeichnet.
In den nächsten zehn Jahren werden wir jedoch eine bessere Sicht auf die Oberfläche Europas haben, wenn das Raumschiff Europa Clipper der NASA es besucht, um Zeuge eines Phänomens zu werden, das als elektronisch stimulierte Lumineszenz bezeichnet wird.
In der Zwischenzeit können wir simulieren, wie es aussehen könnte, indem wir Europas Eis und Jupiters hochenergetische Elektronenstrahlung simulieren.
In einer Reihe von Experimenten im Labor kühlte Gudipatis Team Wassereiskerne in einem Aluminiumrohr auf ~ 100 K (-173,15 ° C oder -279,67 ° F) und setzte sie Elektronenstrahlungsimpulsen aus.
Sichtbares Leuchten des bestrahlten Eiskerns bei Beleuchtung, Verdunkelung und Dunkelheit. (Gudipati et al., Nature Astronomy, 2020).
Als sie dies taten, strahlte das Eis aus, aber die Intensität hing davon ab, welche anderen Chemikalien als Eis im Wasser vorhanden waren.
“Wir fanden heraus, dass das Vorhandensein von Natriumchlorid und Carbonat stark gelöscht wurde, während Epsomit das strahlende Leuchten des Eises verstärkte.”
Zusätzlich zu der aufregenden Hypothese, dass Europa kontinuierlich im Dunkeln leuchten kann, obwohl wir so weit entfernt sind, dass wir es nicht erkennen können, könnten die Ergebnisse den Weg für neue Methoden zur Untersuchung des eisigen Mondes ebnen.
Insbesondere ist es möglich, dass Europa Clipper-Bildgebungssysteme das Leuchten aus der Umlaufbahn (etwa 50 Kilometer über der Oberfläche) beobachten und durch Analyse der Spektren die chemische Zusammensetzung des Eises ermitteln können, wobei Material von Bereichen mit reinem Wassereis unterschieden wird.
Dieselben Methoden könnten nicht nur bei der zukünftigen Erforschung Europas helfen, sondern auch zu neuen Methoden zur Analyse anderer Jupitermonde wie Io und Ganymed führen.
Die Ergebnisse sind in Nature Astronomy angegeben.
