Die NASA-Raumsonde Juno enthüllt dynamische Veränderungen auf der gefrorenen Oberfläche Europas

Jupiters Mond Europa wurde vom JunoCam-Instrument an Bord der NASA-Raumsonde Juno während des nahen Vorbeiflugs der Mission am 29. September 2022 eingefangen. Die Bilder zeigen Risse, Grate und Bänder, die sich kreuz und quer über die Mondoberfläche ziehen. Bildnachweis: NASA/JPL-Caltech/SwRI/MSSS, Björn Johnson (CC BY 3.0)

NASAJuno hat Bilder geliefert, die die Theorie einer echten Polarwanderung über Europa stützen und zeigen, dass sich die Eiskruste des Mondes bewegt hat. Bilder der solarbetriebenen Raumsonde haben interessante Merkmale auf dem eisbedeckten Jupitermond enthüllt, darunter geologische Störungen und mögliche Plume-Aktivität, die darauf hindeuten, dass flüssiges Wasser und Sole die Oberfläche erreichen.

Bilder, die von der JunoCam-Kamera für sichtbares Licht an Bord der NASA-Raumsonde Juno aufgenommen wurden, stützen die Theorie, dass die Eiskruste am Nord- und Südpol vorhanden ist der JupiterEuropas Mond ist nicht mehr da, wo er einmal war. Darüber hinaus zeigt ein hochauflösendes Bild der Stellar Reference Unit (SRU) der Raumsonde Hinweise auf mögliche Plume-Aktivität und Störungen in der Eiskruste, was darauf hindeutet, dass die Sole möglicherweise kürzlich an die Oberfläche geschwommen ist.

JunoCam-Ergebnisse wurden kürzlich in veröffentlicht Planetary Science Journal Die SRU-Ergebnisse wurden in der Zeitschrift veröffentlicht JGR-Planeten.

Am 29. September 2022 machte Juno seinen nächsten Vorbeiflug an Europa und kam bis auf 220 Meilen (355 Kilometer) an die gefrorene Oberfläche des Mondes heran. Die vier von JunoCam und eines von SRU aufgenommenen Bilder sind die ersten hochauflösenden Bilder von Europa seit Galileos letztem Vorbeiflug im Jahr 2000.

Echte Polarwanderung

Junos Bodenbahn über Europa ermöglichte es ihr, in der Nähe des Mondäquators zu fotografieren. Bei der Analyse der Daten stellte das JunoCam-Team fest, dass die Kamera neben den erwarteten Gletschern, Wänden, Hängen, Graten und Becken auch steile, unregelmäßig verteilte Senken mit einer Breite von 20 bis 50 Kilometern erfasste. Sie ähneln großen ovalen Kratern, die zuvor auf Bildern von anderen Standorten in Europa gefunden wurden.

Es wird angenommen, dass sich unter der eisigen Außenseite Europas ein riesiger Ozean befindet, und diese Oberflächenmerkmale wurden mit „Echte Polarwanderung„, eine Theorie, die besagt, dass die äußere Eiskruste Europas im Wesentlichen schwimmt und sich frei bewegt.

Dieses Schwarzweißbild der Oberfläche Europas wurde von der Stellar Reference Unit (SRU) an Bord der NASA-Raumsonde Juno während des Vorbeiflugs am 29. September 2022 aufgenommen. In der unteren rechten Ecke ist das Chaosmerkmal mit dem Spitznamen „Schnabeltier“ zu sehen. Bildquelle: NASA/JPL-Caltech/SwRI

„Eine echte Polwanderung würde stattfinden, wenn sich die Eiskruste Europas von ihrem felsigen Inneren lösen würde, was zu einer hohen Belastung der Kruste führen würde, was zu vorhersehbaren Bruchmustern führen würde“, sagt Candy Hansen, eine Juno-Mitforscherin, die die Planung für JunoCam am Planetary Center leitet. Wissenschaftsinstitut in Tucson, Arizona. „Dies ist das erste Mal, dass diese Verwerfungsmuster in der südlichen Hemisphäre kartiert wurden, was darauf hindeutet, dass die Auswirkungen echter Polarwanderungen auf die Oberflächengeologie Europas umfassender sind als bisher angenommen.“

Hochauflösende JunoCam-Bilder wurden auch verwendet, um ein zuvor markantes Oberflächenmerkmal auf der Europakarte neu zu klassifizieren.

„Der Krater Gwern existiert nicht mehr“, sagte Hansen. „Was früher für einen 13 Meilen breiten Einschlagskrater gehalten wurde – einer der wenigen dokumentierten Einschlagskrater in Europa – Gwern wurde in JunoCam-Daten als eine Reihe sich kreuzender Grate enthüllt, die einen elliptischen Schatten erzeugten.“

Dieses kommentierte Bild der Oberfläche Europas von Junos SRU zeigt die Position eines Doppelkamms, der von Ost nach West verläuft (blauer Kasten) mit möglichen Fahnenflecken und einer chaotischen Struktur, die das Team „Schnabeltier“ nennt (orangefarbener Kasten). Diese Merkmale weisen auf aktuelle Oberflächenaktivität und das Vorhandensein von flüssigem Wasser unter der Oberfläche auf Jupiters eisigem Mond hin. Bildquelle: NASA/JPL-Caltech/SwRI

Schnabeltier

Obwohl alle fünf Bilder von Europa von Juno eine hohe Auflösung haben, bietet das Bild vom Schwarzweiß-SRU der Raumsonde die meisten Details. Die SRU ist für die Erkennung schwacher Sterne zu Navigationszwecken konzipiert und reagiert empfindlich auf schwaches Licht. Um übermäßige Beleuchtung im Bild zu vermeiden, nutzte das Team die Kamera, um die Nachtseite Europas einzufangen, während sie nur durch gestreutes Sonnenlicht des Jupiter beleuchtet wurde (ein Phänomen, das „Jupiter-Lumineszenz“ genannt wird).

Dieser innovative Bildgebungsansatz ermöglichte die Hervorhebung komplexer Oberflächenmerkmale und enthüllte komplexe Netzwerke sich kreuzender Grate und dunkler Flecken, die durch potenzielle Wasserdampffahnen entstanden sind. Einem interessanten Merkmal, das eine Fläche von 23 Meilen mal 42 Meilen (37 Kilometer mal 67 Kilometer) abdeckt, gab das Team aufgrund seiner Form den Spitznamen „Schnabeltier“.

Das Schnabeltier zeichnet sich durch ein chaotisches Gelände mit Hügeln, markanten Graten und dunkelrotbraunem Material aus und ist das kleinste Merkmal in seiner Umgebung. Sein nördlicher „Stamm“ und sein südlicher „Schnabel“ – verbunden durch eine gebrochene „Hals“-Formation – durchschneiden das Gelände rund um eine Konglomeratmatrix mit zahlreichen Eismassen mit einer Breite von 0,6 bis 4,3 Meilen (1 bis 7 km). An den Rändern des Schnabeltiers kollabieren Gratformationen in der Struktur.

Für das Juno-Team stützen diese Formationen die Idee, dass die Eiskruste Europas an Orten nachgeben könnte, an denen sich unter der Oberfläche Taschen mit Salzwasser aus dem unterirdischen Ozean befinden.

Ungefähr 50 Kilometer nördlich des Schnabeltiers befindet sich eine Gruppe von Zwillingshügeln, die von dunklen Flecken umgeben sind, die denen in anderen Teilen Europas ähneln, bei denen es sich laut Wissenschaftlern um kryovulkanische Wolkenablagerungen handelt.

„Diese Merkmale weisen auf die aktuelle Oberflächenaktivität und das Vorhandensein von flüssigem Wasser unter der Oberfläche Europas hin“, sagte Heidi Becker, Hauptforscherin der SRU am Jet Propulsion Laboratory der NASA in Südkalifornien, die auch die Mission leitet. „Das SRU-Bild ist eine hochwertige Basislinie für bestimmte Orte auf der Europa-Clipper-Mission der NASA und der Europäischen Weltraumorganisation (ESA).Europäische WeltraumorganisationSaftquests können gezielt nach Anzeichen von Veränderung und Salzlösung gesucht werden.

Der Fokus von Europa Clipper liegt auf Europa, unter anderem auf der Prüfung, ob auf dem eisigen Mond geeignete Bedingungen für Leben herrschen könnten. Der Start ist für Herbst 2024 geplant und die Ankunft am Jupiter im Jahr 2030. Jupiter (Jupiters Icy Moons Explorer) wurde am 14. April 2023 gestartet. Die Mission der Europäischen Weltraumorganisation wird im Juli 2031 am Jupiter ankommen, um mehrere Ziele (Jupiters) zu untersuchen drei große Eismonde). Neben dem feurigen Io und kleineren Monden sowie der Atmosphäre, Magnetosphäre und Ringe des Planeten) mit besonderem Fokus auf Ganymed.

Juno führte am 12. Mai seinen 61. Vorbeiflug an Jupiter durch. 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).

Verweise:

„JunoCam-Bilder Europas“ von CJ Hansen, MA Ravine, PM Schenk, GC Collins, EJ Leonard, CB Phillips, MA Caplinger und F. Tosi, SJ Bolton und Björn Jónsson, 21. März 2024, Planetary Science Journal.
doi: 10.3847/PSJ/ad24f4

Referenz: „Eine komplexe Region der Oberfläche Europas mit Hinweisen auf jüngste Aktivität, die von der stellaren Referenzeinheit Juno entdeckt wurde“ von Heidi N. Baker, Jonathan I. Lunin, Paul M. Schenk, Megan M. Florence, Martin J. Brennan, Candace J. Hansen, Yasmina M. Martos, Scott J. Bolton und James W. Alexander, 22. Dezember 2023, Zeitschrift für geophysikalische Forschung: Planeten.
doi: 10.1029/2023JE008105

Labor für Strahlantriebe, 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.