Neue Erkenntnisse über Europas eisige Oberfläche durch das James-Webb-Weltraumteleskop

LONDON (IT BOLTWISE) – Die jüngsten Beobachtungen des James-Webb-Weltraumteleskops (JWST) haben ein neues Licht auf den Jupitermond Europa geworfen und enthüllen die verborgene Chemie im Inneren des eisigen Mondes.

Die Vorstellung von Europas gefrorener Oberfläche als stiller, unveränderlicher Schale wird durch die neuen Beobachtungen des James-Webb-Weltraumteleskops (JWST) grundlegend in Frage gestellt. Wissenschaftler haben herausgefunden, dass die Oberfläche des Jupitermondes dynamisch ist und sich nicht in einem zeitlosen Zustand befindet. Richard Cartwright, ein Spektroskopiker an der Johns Hopkins University, erklärt, dass die Oberfläche porös und in einigen Bereichen warm genug ist, um eine schnelle Rekristallisation des Eises zu ermöglichen.

Besonders spannend ist, was diese Oberflächenaktivität über Europas unterirdischen Ozean verrät. Die geologische Aktivität und der ständige Austausch zwischen der Oberfläche und dem Untergrund schaffen sogenannte “Chaos-Terrain”. Diese stark gestörten Regionen, in denen Eisblöcke abgebrochen, abgedriftet und wieder eingefroren sind, bieten wertvolle Einblicke in Europas Inneres. Die Studie konzentrierte sich auf zwei Regionen in der südlichen Hemisphäre Europas: Tara Regio und Powys Regio. Tara Regio sticht besonders hervor, da hier kristallines Eis sowohl an der Oberfläche als auch in tieferen Schichten entdeckt wurde.

Durch die Messung der spektralen Eigenschaften dieser “Chaos”-Regionen mit ferngesteuerten Daten können Wissenschaftler wertvolle Einblicke in Europas Chemie und seine potenzielle Bewohnbarkeit gewinnen. Die Daten deuten stark darauf hin, dass das, was wir sehen, aus dem Inneren stammen muss, möglicherweise aus einem unterirdischen Ozean, der sich fast 30 Kilometer unter Europas dicker Eisschicht befindet, so Ujjwal Raut vom Southwest Research Institute.

Raut und sein Team führten Laborexperimente durch, um zu untersuchen, wie Wasser auf Europa gefriert, wo die Oberfläche ständig von geladenen Teilchen aus dem Weltraum bombardiert wird. Anders als auf der Erde, wo Eis eine hexagonale Kristallstruktur bildet, stört die intensive Strahlung auf Europa die Struktur des Eises und verwandelt es in sogenanntes amorphes Eis, eine ungeordnete, nichtkristalline Form. Diese Experimente waren entscheidend, um zu zeigen, wie sich das Eis im Laufe der Zeit verändert.

In derselben Region wurden auch ungewöhnliche chemische Signaturen entdeckt, darunter Natriumchlorid, ähnlich wie Tafelsalz, das wahrscheinlich aus dem inneren Ozean stammt. Zudem gibt es starke Hinweise auf CO2 und Wasserstoffperoxid. Die Chemie in dieser Region ist wirklich seltsam und aufregend, so Cartwright. Diese Regionen, die durch gebrochene Oberflächenmerkmale gekennzeichnet sind, könnten auf geologische Aktivitäten hinweisen, die Material aus dem Inneren von Europas Eisschale nach oben drücken.

Das NIRSpec-Instrument des JWST ist besonders gut geeignet, um Europas Oberfläche zu untersuchen, da es wichtige chemische Signaturen über ein breites Spektrum von Infrarotwellenlängen erkennen kann. Dazu gehören Merkmale, die mit kristallinem Wassereis und einer speziellen Form von Kohlendioxid verbunden sind, die für das Verständnis der geologischen und chemischen Prozesse des Mondes wichtig sind.

Die Entdeckung höherer Kohlendioxidkonzentrationen in diesen Gebieten im Vergleich zu den umliegenden Regionen legt nahe, dass es wahrscheinlich aus dem unterirdischen Ozean stammt und nicht von externen Quellen wie Meteoriten, die zu einer gleichmäßigeren Verteilung geführt hätten. Darüber hinaus ist Kohlendioxid unter Europas intensiver Strahlungsumgebung instabil, was darauf hindeutet, dass diese Ablagerungen relativ neu und mit laufenden geologischen Prozessen verbunden sind.

Diese Studie kommt zu einem Zeitpunkt, da die NASA-Mission Europa Clipper auf dem Weg zum Jupitermond ist, mit einer erwarteten Ankunft im April 2030. Das Raumfahrzeug wird Dutzende von Vorbeiflügen durchführen, wobei jeder näher an Europas Oberfläche heranführt, um wichtige Daten über den unter der Eiskruste verborgenen Ozean zu sammeln.

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