Die Nachtseite des Jupitermonds Europa könnte ein schwaches Leuchten in den Farben Grün, Blau oder Weiß aufweisen. Dieses Phänomen wird durch die energiereiche Strahlung des Jupiter verursacht, die Salze in der gefrorenen Oberfläche des Mondes anregt. Die Farbe des Leuchtens könnte neue Hinweise auf die Zusammensetzung des verborgenen Ozeans unter Europas Eispanzer liefern.
Strahlungsinduzierte Lumineszenz
Europa befindet sich innerhalb des starken Magnetfelds des Jupiter, das geladene Teilchen einfängt und beschleunigt. Diese Teilchen treffen kontinuierlich auf die eisige Oberfläche des Mondes. Wenn energiereiche Elektronen in die Oberfläche eindringen, übertragen sie Energie auf Moleküle im Eis. Bei der Rückkehr dieser angeregten Moleküle in einen niedrigeren Energiezustand wird ein Teil der Energie als sichtbares Licht abgegeben. Dieser Prozess wird als strahlungsinduzierte Lumineszenz bezeichnet und unterscheidet sich von einem Aurora-Effekt, der in einer dünnen Atmosphäre auftritt.
In einem Laborexperiment haben Forscher des Jet Propulsion Laboratory (JPL) der NASA Wasser-Eis auf Europatypische Temperaturen von etwa -173 Grad Celsius abgekühlt und mit verschiedenen Salzen versetzt. Anschließend wurde das Eis mit hochenergetischen Elektronen beschossen. Dabei zeigte sich, dass das Eis je nach Zusammensetzung leicht grünlich, bläulich oder weißlich leuchtete. Einige Salze verstärkten das Leuchten, während andere es abschwächten.
Mögliche Anwendungen für zukünftige Missionen
Die Farbe des Leuchtens könnte wissenschaftlich von Bedeutung sein. Eine Kamera könnte breite Farbbänder vergleichen, während ein Spektrometer das Licht in schmalere Wellenlängen aufteilen könnte. Das resultierende Muster ähnelt weniger einem Foto und mehr einem Fingerabdruck, der durch die Substanzen im Eis geprägt wird. Diese Methode könnte zukünftige Missionen unterstützen, um die Zusammensetzung der Oberfläche genauer zu analysieren.
Allerdings gibt es einige Herausforderungen. Die Temperatur, die Energie der Elektronen und deren Fluss beeinflussen die Emission. Auch die Korngröße, die Eisstruktur, Strahlenschäden und eine Mischung verschiedener Verbindungen könnten das klare Laborsignal verwischen. Zudem verändert die Strahlung, die die Oberfläche sichtbar macht, diese auch chemisch. Eine zukünftige Karte müsste daher das Leuchten, reflektierte Lichtspektren, geologische Merkmale und die lokale Strahlendosis kombinieren.
- Quelle: Nature Astronomy
- Quelle: NASA Jet Propulsion Laboratory