Erstaunliche Sauerstoffvisionen aus einem nahen Vorbeiflug an Europa

Der eisbedeckte Jupitermond erzeugt alle 24 Stunden 1.000 Tonnen Sauerstoff, genug, um eine Million Menschen einen Tag lang atmen zu lassen.

Wissenschaftler mit NASAJuno-Mission zu der Jupiter Sie berechneten, dass die Sauerstoffproduktionsrate auf dem Jupitermond Europa viel geringer ist als in den meisten früheren Studien. Veröffentlicht am 4. März NaturastronomieDie Schlussfolgerungen wurden gezogen, indem die Freisetzung von Wasserstoffgasen aus der eisigen Oberfläche des Mondes anhand von Daten gemessen wurde, die mit dem Jovian Auroral Distributions Experiment (JADE)-Instrument der Raumsonde gesammelt wurden.

Die Autoren des Papiers schätzen die erzeugte Sauerstoffmenge auf etwa 26 Pfund pro Sekunde (12 Kilogramm pro Sekunde). Bisherige Schätzungen reichen von einigen Pfund bis über 2.000 Pfund pro Sekunde (mehr als 1.000 Kilogramm pro Sekunde). Wissenschaftler glauben, dass ein Teil des auf diese Weise erzeugten Sauerstoffs als potenzielle Quelle für Stoffwechselenergie in den Ozean unter der Mondoberfläche gelangen könnte.

Europas Lebenspotenzial

Mit einem äquatorialen Durchmesser von 3.100 km ist Europa der viertgrößte Planet der Welt. Es sind 95 Jupitermonde bekannt Und der kleinste der vier Galiläischen Monde. Wissenschaftler gehen davon aus, dass sich unter der Eiskruste ein riesiger Binnenozean aus salzigem Wasser befindet, und sind neugierig auf die Möglichkeit lebenserhaltender Bedingungen unter der Oberfläche.

Für Astrobiologen ist nicht nur Wasser von Interesse, auch die Position des Jupitermondes spielt für die biologischen Möglichkeiten eine wichtige Rolle. Europas Umlaufbahn platziert es in der Mitte der Strahlungsgürtel des Gasriesen. Geladene oder ionisierte Teilchen vom Jupiter bombardieren die eisige Oberfläche und spalten Wassermoleküle in zwei Teile, um Sauerstoff zu erzeugen, der möglicherweise in den Ozean des Mondes gelangt.

Diese Abbildung zeigt geladene Teilchen vom Jupiter, die auf die Oberfläche Europas aufprallen und gefrorene Wassermoleküle in Sauerstoff- und Wasserstoffmoleküle spalten. Wissenschaftler glauben, dass einige der neu gebildeten Sauerstoffgase in den unterirdischen Ozean des Mondes wandern könnten, wie im Nebenbild gezeigt. Bildquelle: NASA/JPL-Caltech/SWRI/PU

„Europa ist wie ein Schneeball, der in einem fließenden Strom langsam sein Wasser verliert. Nur dass es sich in diesem Fall um eine Flüssigkeit aus ionisierten Teilchen handelt, die von seinem außergewöhnlichen Magnetfeld über Jupiter hinweggefegt wird.“ Princeton Universität In New Jersey. „Wenn diese ionisierten Teilchen auf Europa treffen, brechen sie das Wassereis an der Oberfläche Molekül für Molekül auf und erzeugen Wasserstoff und Sauerstoff. In gewisser Weise wird die gesamte Eishülle ständig durch Wellen geladener Teilchen erodiert, die sie wegfegen.“

Erfassen Sie Bombenangriffe

Als Juno am 29. September 2022 um 14:36 ​​Uhr PT bis auf 220 Meilen (354 Kilometer) an Europa vorbeiflog, identifizierte und maß JADE Wasserstoff- und Sauerstoffionen, die durch den Beschuss geladener Teilchen entstanden und dann vom Magnetismus des Jupiter „eingefangen“ wurden. Das Feld fegte auch über den Mond.

„Damals, als die NASA Galilei Die Mission, die quer durch Europa flog, öffnete uns die Augen für die komplexe und dynamische Interaktion, die Europa mit seiner Umwelt hat. „Juno hat eine neue Fähigkeit mitgebracht, die Zusammensetzung geladener Teilchen, die aus der Atmosphäre Europas austreten, direkt zu messen, und wir können es kaum erwarten, einen Blick hinter die Kulissen dieser aufregenden Wasserwelt zu werfen“, sagte Szalay. „Wir wussten jedoch nicht, dass Juno-Beobachtungen uns strenge Grenzen für die Menge an Sauerstoff geben würden, die auf der eisigen Oberfläche Europas produziert wird.“

Juno verfügt über 11 hochmoderne wissenschaftliche Instrumente zur Untersuchung des Jupitersystems, darunter neun Sensoren für geladene Teilchen und elektromagnetische Wellen zur Untersuchung der Magnetosphäre des Jupiter.

„Unsere Fähigkeit, während unserer ausgedehnten Mission nahe an den Galileo-Satelliten vorbeizufliegen, hat es uns ermöglicht, ein breites Spektrum an wissenschaftlichen Erkenntnissen in Angriff zu nehmen, einschließlich einiger einzigartiger Möglichkeiten, zur Untersuchung der Bewohnbarkeit Europas beizutragen“, sagte Juno-Hauptforscher Scott Bolton vom Südwesten Forschungsinstitut. „. In San Antonio. „Und wir sind noch nicht fertig. Weitere Vorbeiflüge und die erste Erkundung von Jupiters Ring und Polaratmosphäre stehen noch bevor.“

Die Sauerstoffproduktion ist einer von mehreren Aspekten, die die NASA-Mission Europa Clipper untersuchen wird, wenn sie im Jahr 2030 Jupiter erreicht. Die Mission verfügt über eine fortschrittliche Nutzlast von neun Personen Wissenschaftliche Werkzeuge Um festzustellen, ob Europa über die richtigen Lebensbedingungen verfügt.

Jetzt haben Bolton und der Rest des Juno-Missionsteams eine andere Jupiterwelt im Visier, den von Vulkanen übersäten Mond Io. Am 9. April wird die Raumsonde bis auf 10.250 Meilen (16.500 Kilometer) an ihre Oberfläche herankommen. Die von Juno gesammelten Daten werden Erkenntnisse aus früheren Vorbeiflügen an Io ergänzen, darunter zwei sehr nahe Anflüge von etwa 932 Meilen (1.500 Kilometern) am 30. Dezember 2023 und 3. Februar 2024.

Referenz: „Sauerstoffproduktion aus dem Zerfall von Oberflächenwassereis in Europa“ von J. R. Szalay, F. Allegrini, R. W. Ebert, F. Bagenal, S. J. Bolton, S. Fatemi, D. J. McComas, A. Pontoni, J. Saur, H. T. Smith, D. F. Strobel, S. D. Vance, A. Forberger und R.J. Wilson, 4. März 2024, Naturastronomie.
DOI: 10.1038/s41550-024-02206-x

Das Jet Propulsion Laboratory der NASA, eine Abteilung des California Institute of Technology in Pasadena, Kalifornien, verwaltet die Juno-Mission für den Hauptforscher Scott Bolton vom Southwest Research Institute in San Antonio. Juno ist Teil des New Frontiers-Programms der NASA, das im Marshall Space Flight Center der NASA in Huntsville, Alabama, für das Science Mission Directorate der Agentur in Washington verwaltet wird. Die italienische Raumfahrtbehörde (ASI) finanzierte den Jovian InfraRed Auroral Mapper. Lockheed Martin Space in Denver hat das Raumschiff gebaut und betreibt es.