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Hubble entdeckt mysteriöse Wasserdampfregeneration auf dem Jupitermond, Europa

Man könnte meinen, dass das Leben eine halbe Milliarde Meilen von der Sonne entfernt kein Ort wäre, den wir unser Zuhause nennen. Aber planetarische Astronomen sind bestrebt, Europa für das Leben zu erkunden. Etwas kleiner als der Erdmond dreht sich Europa wild der Jupiter. Die eisige Oberfläche des Mondes wird nie heißer als minus 260 Grad Fahrenheit F. Die Temperatur ist so kalt, dass Wassereis steinhart ist.

Unter der festen Eiskruste kann sich jedoch ein globaler Ozean mit mehr Wasser befinden als auf der Erde. Und wo Wasser ist, kann auch Leben sein. Wie ein undichter Gartenschlauch spuckt der Ozean Wasserdampf in den Weltraum aus Geysiren, die in Risse in der Oberfläche eindringen, wie zuerst fotografiert von Hubble-Weltraumteleskop im Jahr 2013.

Die neueste Entwicklung stammt aus archivierten Hubble-Beobachtungen von 1999 bis 2015, die ergaben, dass Wasserdampf auf der gesamten Mondhemisphäre ständig aufgefüllt wird. Das ist etwas zweideutig. Die Atmosphäre beträgt jedoch nur ein Milliardstel des Oberflächendrucks der Erdatmosphäre.

Wasserdampf wurde nicht direkt gesehen, aber die spektroskopische Ultraviolettsignatur des Sauerstoffs wurde von Hubble gemessen. Sauerstoff ist ein Bestandteil von Wasser. Im Gegensatz zu Geysiren kommt dieser Wasserdampf nicht aus Europa, aber Sonnenlicht macht Oberflächeneis erhaben. Eine ähnliche Wasserdampfatmosphäre wurde kürzlich auf dem Jupiter Ganymed-Mond gefunden.

Europa ist als potenzielle Heimat und Lebensziel sehr spannend NASAEurope Clipper und Jupiter Ice Explorer (JUICE) der Europäischen Weltraumorganisation – Start innerhalb eines Jahrzehnts geplant.

Dieses Bild des Jupitermondes Europa wurde im Juni 1997 in einer Entfernung von 776.700 Meilen von der NASA-Raumsonde Galileo aufgenommen. Etwas kleiner als der Erdmond hat Europa eine sehr glatte Oberfläche und die harte, eisige Kruste sieht aus wie zerbrochene Eierschalen. Das Innere enthält einen globalen Ozean mit mehr Wasser als auf der Erde. Es kann das Leben beinhalten, wie wir es kennen. Die Beobachtungen des Hubble-Weltraumteleskops in Europa zeigten das Vorhandensein von persistentem Wasserdampf in seiner extrem schwachen Atmosphäre. Hubble-Beobachtungen von 1999 bis 2015 ergaben, dass Wasserdampf in der gesamten Mondhemisphäre ständig aufgefüllt wird. Dies unterscheidet sich von den Hubble-Beobachtungen von 2013, bei denen lokalisierter Wasserdampf von Geysiren aus dem unterirdischen Ozean gefunden wurde. Dieser Wasserdampf stammt aus einem ganz anderen Prozess. Sonnenlicht bewirkt, dass Oberflächeneis erhaben wird und sich direkt in Gas verwandelt. Dieses zusammengesetzte Farbdisplay von Galileo kombiniert violette, grüne und infrarote Bilder. Das Bild des Mondes wird in natürlichen Farben (links) und verbesserten Farben angezeigt, um subtile Farbunterschiede auf der Oberfläche hervorzuheben (rechts). Der weiße und bläuliche Teil der Oberfläche Europas besteht hauptsächlich aus Wassereis mit sehr wenigen Nicht-Eis-Materialien. Die langen, dunklen Streifen sind Brüche der Kruste, einige über 2.850 Meilen lang. Die Mission von Galileo endete am 21. September 2003, als der Raumsonde absichtlich befohlen wurde, in die Atmosphäre des Jupiter einzutauchen, wo sie zerstört wurde. Wissenschaftler untersuchen jedoch bis heute die von ihnen gesammelten Daten. Das Jet Propulsion Laboratory (JPL) in Pasadena, Kalifornien, leitete die Galileo-Mission für das NASA Office of Space Science in Washington, DC. JPL ist eine operative Abteilung des California Institute of Technology (Caltech). Dieses Foto, Bilder und andere Daten von Galileo werden auf der Homepage der Galileo Expedition veröffentlicht. Hintergrundinformationen und pädagogischer Kontext für Bilder sind ebenfalls verfügbar. Bildnachweis: NASA, NASA-JPL, University of Arizona

Die Beobachtungen des Hubble-Weltraumteleskops der NASA von Jupiters eisigem Mond Europa haben das Vorhandensein von persistentem Wasserdampf enthüllt – aber nur auf mysteriöse Weise in einer Hemisphäre.

Europa birgt unter seiner eisigen Oberfläche einen riesigen Ozean, der günstige Lebensbedingungen bieten kann. Die Entdeckung verbessert das Verständnis der Astronomen über die Atmosphärenstruktur der eisigen Monde und trägt dazu bei, die Grundlage für geplante wissenschaftliche Missionen für das Jupiter-System zu legen, um teilweise zu untersuchen, ob eine Umgebung, die eine halbe Milliarde Meilen von der Sonne entfernt ist, Leben ermöglichen könnte.

Frühere Beobachtungen von Wasserdampf in Europa wurden mit auf Eis ausbrechenden Wolken in Verbindung gebracht, wie Hubble 2013 fotografierte. Sie ähneln heißen Quellen auf der Erde, erstrecken sich jedoch über 60 Meilen in der Höhe. Sie erzeugen vorübergehende Wasserdampfpunkte in der Mondatmosphäre, die nur ein Milliardstel des Oberflächendrucks der Erdatmosphäre betragen.

Die neuen Ergebnisse zeigen jedoch in den Hubble-Beobachtungen von 1999 bis 2015 ähnliche Mengen an Wasserdampf, die über eine Fläche größer als Europa verstreut sind das ist immer entgegengesetzt Die Richtung seiner Bewegung entlang seiner Umlaufbahn. Die Ursache der Asymmetrie zwischen der vorderen und hinteren Hemisphäre ist nicht vollständig geklärt.

Die Entdeckung basiert auf einer neuen Analyse von Bildern und Spektren aus den Hubble-Archiven unter Verwendung einer Technik, die kürzlich zur Entdeckung von Wasserdampf in der Atmosphäre von Jupiters Mond Ganymed durch Lorenz Roth vom Royal Institute of Technology, Space and Plasma Physics führte . , Schweden.

„Die Beobachtungen von Wasserdampf in Ganymed und in ganz Europa verbessern unser Verständnis von eisigen Mondatmosphären“, sagte Roth. „Die Entdeckung von reichlich Niederschlagswasser in Europa ist jedoch etwas überraschender als die Entdeckung bei Ganymed, da die Oberflächentemperaturen Europas niedriger sind als die von Ganymed.“

Europa reflektiert mehr Sonnenlicht als Ganymed, wodurch die Oberfläche 60 Grad Fahrenheit kühler als Ganymed ist. Die höchste Tagestemperatur in Europa beträgt 250 Grad Fahrenheit. Aber auch bei niedrigeren Temperaturen deuten die neuen Beobachtungen darauf hin, dass Wassereis wie bei Ganymed von der Oberfläche Europas sublimiert, also ohne flüssige Phase direkt vom Festkörper in den Dampf übergeht.

Um die Entdeckung zu machen, untersuchte Roth Hubble-Datensätze und wählte ultraviolette Beobachtungen aus Europa aus den Jahren 1999, 2012, 2014 und 2015 aus, als sich der Mond in verschiedenen Orbitalpositionen befand. Alle diese Beobachtungen wurden mit dem Space Telescope Imaging Spectroradiometer (STIS) aufgenommen. Mit den UV-Beobachtungen des STIS konnte Roth die Häufigkeit von Sauerstoff – einem Bestandteil des Wassers – in der europäischen Atmosphäre bestimmen und durch die Interpretation der Intensität der Emission bei verschiedenen Wellenlängen auf das Vorhandensein von Wasserdampf schließen.

Diese Entdeckung ebnet den Weg für weitere Studien über Europa mit zukünftigen Untersuchungen, darunter die Europa Clipper-Mission der NASA und der Jupiter Icy Moons Explorer (JUICE) der Europäischen Weltraumorganisation (ESA). Das Verständnis der Entstehung und Entwicklung von Jupiter und seinen Monden hilft Astronomen auch, Einblicke in jupiterähnliche Planeten um andere Sterne zu gewinnen.

Diese Ergebnisse wurden in der Zeitschrift veröffentlicht Geophysikalische Vermessungsschemata.

Referenz: „Ein stabiler H.2Europas späte Hemisphärenatmosphäre von HST Images‘ von Lorenz Roth, 13.09.2021 Verfügbar Geophysikalische Vermessungsschemata.
doi: 10.1029/2021GL094289

Das Hubble-Weltraumteleskop ist ein internationales Gemeinschaftsprojekt der NASA und der European Space Agency (ESA). Das Teleskop wird vom Goddard Space Flight Center der NASA in Greenbelt, Maryland, betrieben. Das Space Telescope Science Institute (STScI) in Baltimore, Maryland, führt Hubble-Forschungsoperationen durch. STScI wird für die NASA vom Consortium of Universities for Research in Astronomy in Washington, DC betrieben

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