Juno der NASA bietet hochauflösende Ansichten der eisigen Hülle Europas

Bilder der JunoCam-Kamera für sichtbares Licht an Bord der NASA-Raumsonde Juno stützen die Theorie, dass die Eiskruste am Nord- und Südpol des Jupitermondes Europa nicht mehr dort ist, wo sie war. Ein weiteres hochauflösendes Bild des eisigen Mondes, aufgenommen von der Stellar Reference Unit (SRU) der Raumsonde, zeigt Anzeichen einer möglichen Plume-Aktivität und einen Bereich mit Eisschalenzerstörung, in dem kürzlich Sole an die Oberfläche gesprudelt sein könnte.

JunoCam-Ergebnisse erschienen kürzlich in der Zeitschrift für Planetenwissenschaften und die Ergebnisse des SRU in der Zeitung JGR-Planeten.

Am 29. September 2022 machte Juno seinen nächsten Vorbeiflug an Europa und kam bis auf 355 Kilometer an die gefrorene Mondoberfläche heran. Die vier von JunoCam und eines vom SRU aufgenommenen Fotos sind die ersten hochauflösenden Bilder von Europa seit Galileos letztem Vorbeiflug im Jahr 2000.

Echte Polarwanderung

Junos Bodenflugbahn über Europa hat Bilder in der Nähe des Mondäquators aufgenommen. Bei der Analyse der Daten stellte das JunoCam-Team fest, dass die Kamera zusätzlich zu den erwarteten Eisblöcken, Wänden, Steilhängen, Graten und Mulden auch unregelmäßig verteilte steile Senken mit einer Breite von 20 bis 50 Kilometern erfasste. Sie sehen aus wie große eiförmige Vertiefungen, die zuvor auf Bildern von anderen Orten in Europa zu finden waren.

Es wird angenommen, dass sich unter der eisigen Oberfläche Europas ein riesiger Ozean befindet, und diese Oberflächenmerkmale wurden mit „echter Polarwanderung“ in Verbindung gebracht, einer Theorie, die besagt, dass die äußere Eishülle Europas im Wesentlichen frei schwimmt und sich bewegt.

„Eine echte Polarwanderung findet statt, wenn Europas eisige Hülle von ihrem felsigen Inneren abgekoppelt wird, was zu einer hohen Belastung der Hülle führt und zu vorhersehbaren Bruchmustern führt“, sagte Candy Hansen, Co-Juno-Forscherin, die die Planung für JunoCam bei Planetary leitet. Wissenschaftsinstitut in Tucson, Arizona. „Dies ist das erste Mal, dass diese Bruchmuster in der südlichen Hemisphäre kartiert wurden, was darauf hindeutet, dass die Auswirkung der echten Polverschiebung auf die Oberflächengeologie Europas umfassender ist als bisher angenommen.“

Hochauflösende JunoCam-Bilder wurden auch verwendet, um ein einst wichtiges Oberflächenmerkmal der Europakarte neu zu klassifizieren.

„Der Gwern-Krater existiert nicht mehr“, sagte Hansen. „Was einst für einen 21 km breiten Einschlagskrater gehalten wurde, einer der wenigen dokumentierten Einschlagskrater Europas, Gwern, wurde in JunoCam-Daten als eine Ansammlung von Graten entlarvt, die sich kreuzen und einen ovalen Schatten erzeugen.“

Das Schnabeltier

Obwohl Junos fünf Bilder von Europa alle eine hohe Auflösung haben, bietet das Schwarzweiß-SRU-Bild der Raumsonde die meisten Details. Das SRU ist für die Erkennung schwacher Sterne zu Navigationszwecken konzipiert und reagiert empfindlich auf schwaches Licht. Um eine übermäßige Ausleuchtung des Bildes zu vermeiden, fotografierte das Team mit der Kamera den nächtlichen Teil Europas, während er nur vom vom Jupiter gestreuten Sonnenlicht beleuchtet wurde (ein Phänomen, das „Jupiterschein“ genannt wird).

Dieser innovative Bildgebungsansatz brachte komplexe Oberflächenmerkmale zum Vorschein und enthüllte komplexe Netzwerke aus Querrippen und dunklen Flecken, die von potenziellen Wasserdampffahnen herrühren. Ein faszinierendes Merkmal, das eine Fläche von 23 Meilen mal 42 Meilen (37 Kilometer mal 67 Kilometer) abdeckt, wurde vom Team aufgrund seiner Form „das Schnabeltier“ genannt.

Das Schnabeltier ist das jüngste Lebewesen in seiner Umgebung und zeichnet sich durch ein chaotisches Gelände mit Hügeln, markanten Graten und dunkelrotbraunem Material aus. Sein nördlicher „Rumpf“ und sein südlicher „Schnabel“, die durch eine gebrochene „Hals“-Formation verbunden sind, unterbrechen das umgebende Gelände mit klumpigem Matrixmaterial, das zahlreiche Eisblöcke mit einer Breite zwischen 1 und 7 Kilometern enthält. Die Gratformationen fallen in die Struktur ein, die sich an den Rändern des Schnabeltiers befindet.

Für das Juno-Team stützen diese Formationen die Idee, dass die Eishülle Europas an Stellen nachgeben könnte, an denen sich unter der Oberfläche Brackwassertaschen aus dem unterirdischen Ozean befinden.

Etwa 50 Kilometer nördlich von Platypus befindet sich eine Reihe von Doppelkämmen, die von dunklen Flecken flankiert werden, die denen ähneln, die anderswo auf Europa zu finden sind und von denen Wissenschaftler annehmen, dass es sich um kryovulkanische Ablagerungen handelt.

„Diese Merkmale deuten auf aktuelle Oberflächenaktivität und das Vorhandensein von flüssigem Wasser unter der Oberfläche auf Europa hin“, sagte Heidi Becker, Co-Hauptforscherin am Jet Propulsion Laboratory der NASA in Südkalifornien, die auch die Mission leitet. „Das SRU-Bild bietet eine hochwertige Referenz für bestimmte Orte, auf die die Europa-Clipper-Mission der NASA und die Juice-Missionen der ESA (Europäische Weltraumorganisation) abzielen können, um nach Anzeichen von Veränderungen und Sole zu suchen.“

Europa Clipper konzentriert sich auf Europa und untersucht unter anderem, ob der eisige Mond geeignete Lebensbedingungen bieten könnte. Der Start ist für Herbst 2024 und die Ankunft auf Jupiter im Jahr 2030 geplant. Juice (Jupiter Icy Moons Explorer) wurde am 14. April 2023 gestartet. Die ESA-Mission wird Jupiter im Juli 2031 erreichen, um zahlreiche Ziele (die drei großen, eisigen Monde) zu untersuchen des Jupiter sowie des feurigen Io und kleinerer Monde sowie der Atmosphäre, Magnetosphäre und Ringe des Planeten), mit besonderem Schwerpunkt auf Ganymed.

Juno machte am 12. Mai seinen 61. nahen Vorbeiflug an Jupiter. Sein 62. Vorbeiflug am Gasriesen, der für den 13. Juni geplant ist, umfasst einen Vorbeiflug an Io in einer Höhe von etwa 18.200 Meilen (29.300 Kilometer).