Wissenschaftler haben in den Daten, die vor 20 Jahren von der interplanetaren Station "Galileo" gesammelt wurden, neue Beweise für die Existenz von Wassergeysiren auf Jupiters eisigem Mond Europa entdeckt. Der Artikel wurde in der Zeitschrift Nature veröffentlicht, die in einer Pressemitteilung auf der NASA-Website kurz beschrieben wird.
Europa ist der kleinste von Jupiters vier größten Monden, die Galiläischen Monde. Sein Radius ist 200 Kilometer kleiner als der Radius des Mondes und seine Umlaufbahn ist etwa 670.000 Kilometer vom Gasriesen entfernt. Ein besonderes Interesse an diesem Himmelskörper entstand Ende der neunziger Jahre, als die Existenz eines Ozeans unter dem Eis anhand der von Galileo durchgeführten Analyse des Magnetfelds des Satelliten vorhergesagt wurde. Es wird angenommen, dass sich der Ozean unter 25 Kilometern Eis befindet und seine Tiefe Hunderte von Kilometern erreicht. Der Ozean auf Europa gefriert nicht aufgrund der Erwärmung des Inneren des Satelliten, die unter dem Einfluss der Gezeitenkräfte des Jupiter entsteht. Darüber hinaus schlagen Wissenschaftler die Existenz von geothermischer Aktivität am Meeresboden vor, die eine ausreichende Voraussetzung für die Entstehung von Leben sein kann.
Einer der Beweise für das Vorhandensein eines Ozeans auf Europa sind Geysire, die Wasserdampf emittieren, der 2012, 2014 und 2016 vom Hubble-Teleskop aufgezeichnet wurde. Die Auswürfe wurden über der Äquatorregion und dem Südpol des Satelliten festgestellt, waren bis zu 200 Kilometer hoch und hatten einen instabilen Charakter - die größte Aktivität wurde beobachtet, wenn der Satellit so weit wie möglich vom Jupiter entfernt war. Diese Entdeckungen wurden jedoch an der Grenze der Fähigkeiten des Teleskops gemacht, und Astronomen möchten Beweise für die Existenz von Geysiren in situ erhalten.
Von Xianzhe Jia angeführte Astronomen behaupten, solche Beweise gefunden zu haben, indem sie Daten analysierten, die das Magnetometer und das PWS-Instrument (Plasma Wave Spectrometer) auf dem Galileo-Raumschiff während zweier enger Vorbeiflüge über Äquatorial- und Südeuropa in den Jahren 1997 und 2000 gesammelt hatten Jahre. Während dieser Flüge betrug die Mindestentfernung vom Raumschiff zur eisigen Oberfläche des Satelliten fast 200 Kilometer, was derzeit ein Rekordtief darstellt.
Galileo-Magnetometerdaten, die während eines Vorbeiflugs im Dezember 1997 über Europa erhalten wurden, und deren Vergleich mit Modellen.
Daten des PWS Galileo-Instruments, die während eines Vorbeiflugs im Dezember 1997 über Europa erhalten wurden, und die berechnete Dynamik von Änderungen der Plasmadichte.
Während eines Fluges über die äquatoriale Region Europas im Dezember 1997, ungefähr eine Minute vor dem Passieren des nächstgelegenen Punktes zur Satellitenoberfläche, zeichnete das Magnetometer eine Änderung der Magnetfeldstärke um Hunderte von Nanotasten in 16 Sekunden auf. Zu diesem Zeitpunkt zeichnete das PWS-Instrument lokale Änderungen des elektrischen Feldes und der Elektronendichte des die Vorrichtung umgebenden Plasmas auf. Um zu testen, ob solche Phänomene mit dem Durchgang des Geräts durch die Wasserfahne (oder -fahne) des Geysirs zusammenhängen können, haben Astronomen ein dreidimensionales magnetohydrodynamisches Modell erstellt, das die Auswirkung des Ausstoßes auf die Eigenschaften von Plasma und Feldern in der Nähe des Satelliten beschreibt. Die Simulation verfolgt das Verhalten von Ionen O + (repräsentativ für magnetosphärisches Plasma), O2 + (repräsentativ für Ionen, die von der Oberfläche Europas stammen) und Elektronenplasma.und berücksichtigt die Prozesse der Ionisierung, Wiederaufladung und Rekombination in der Atmosphäre Europas sowie die Parameter der Wasseremissionen, die bei Beobachtungen mit verschiedenen Teleskopen erhalten wurden. Es wurde angenommen, dass die Form und Struktur der Emissionen auf Europa den Emissionen von Geysiren auf dem Saturnmond Enceladus ähnlich ist.
Geschätzter Ort einer Wasserfreisetzung von Europas Oberfläche, aufgezeichnet während des Galileo-Vorbeiflugs im Dezember 1997.
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Als Ergebnis stellte sich heraus, dass die Modelle die Beobachtungsdaten gut beschreiben und es uns ermöglichen, den Bereich der Federquelle zu begrenzen, durch den der Galileo im Dezember 1997 flog. Bei einem Vorbeiflug im Jahr 2000 können die Beobachtungsdaten zu Änderungen des Magnetfelds nicht als Auswirkung eines Geysirausstoßes interpretiert werden. Diese Ergebnisse unterstreichen den Wert der Datenerfassung in kurzen Entfernungen von oder auf der Satellitenoberfläche. Diese Herausforderung steht vor einer neuen Generation von Missionen im Jupiter-System - dem Europa Clipper, dem Jupiter Icy Moon Explorer und der Joint Europa Mission, die voraussichtlich Anfang der 2020er Jahre starten werden.
Alexander Voytyuk
