Europa, aufgenommen von Juno, als die Raumsonde am 29. September 2022 am Mond vorbeiflog.(Bildnachweis: NASA/JPL-Caltech/SwRI/MSSS. Bildbearbeitung: Björn Jónsson (CC BY 3.0))
Als die NASA-Raumsonde Juno im September 2022 dem Jupitermond Europa am nächsten kam, hat sie nicht nur Beweise für salzhaltige Wassertaschen eingefangen, die mit dem tiefen unterirdischen Ozean der Erde verbunden sind, sondern auch für mögliche Narben, die durch aufsteigende Wasserdampfschwaden entstanden sind – und sie hat diese Beweise mit der Kamera eingefangen
Die meisten Bilder der Juno-Mission stammen von einem Instrument namens JunoCam, das laut Wissenschaftlern vier hochauflösende Bilder von Europas Oberfläche aufnehmen konnte, als es in einer Höhe von nur 355 Kilometern an dem Eismond vorbeiflog. Die Raumsonde setzte auch ihre Stellar Reference Unit (SRU) ein, die normalerweise zur Abbildung schwacher Sterne verwendet wird, um Juno bei der Navigation zu helfen. In diesem Fall wurden jedoch die Schwachlichtfähigkeiten der SRU genutzt, um ein Bild der Nachtseite von Europa aufzunehmen. Dies ist die Seite, die nur durch das von den Wolkenspitzen des Jupiters reflektierte Licht leuchtet – wir nennen sie „Jupiter-Schein“.
Die SRU hat ein ungewöhnliches Merkmal gefunden, das aufgrund seiner Form den Spitznamen „Schnabeltier“ trägt. Formal gesehen handelt es sich um ein sogenanntes Chaos-Terrain – ein Durcheinander von Eisblöcken, Graten, Hügeln und rötlich-braunen Flecken. Seit den Tagen der Voyager-Missionen wurden auf der Oberfläche von Europa chaotische Landschaften abgebildet, und Planetenforscher vermuten, dass es sich bei diesen Regionen um Gebiete handeln könnte, in denen salzhaltige Flüssigkeit an die Oberfläche sickert und die Eiskruste teilweise schmilzt.
Das vollständige Bild von Europa, das von Juno aufgenommen wurde, als die Raumsonde am 29. September 2022 am Mond vorbeiflog. (Bildnachweis: Björn Jónsson (CC BY 3.0))
Das Schnabeltier ist riesig: Es misst 37 mal 67 Kilometer (23 mal 42 Meilen). Da die eisige Oberfläche Europas dazu neigt, sich in geologisch kurzen Zeitspannen zu glätten und Oberflächenmerkmale wie Krater auszulöschen, muss das Schnabeltier eines der jüngsten Merkmale des Jupitermondes sein.
„Diese Merkmale deuten auf die heutige Oberflächenaktivität und das Vorhandensein von flüssigem Wasser unter der Oberfläche von Europa hin“, sagte Heidi Becker, die leitende Mitarbeiterin der SRU am Jet Propulsion Laboratory der NASA, in einer Erklärung. Becker deutet weiter an, dass der Platypus ein primäres Ziel sowohl für die Europa Clipper-Mission der NASA, die später in diesem Jahr startet, als auch für die europäische JUICE-Mission sein wird, die bereits auf dem Weg zum Jupiter ist.
Fünfzig Kilometer (31 Meilen) nördlich des Platypus befinden sich potenziell noch aufregendere Merkmale: eine Reihe von Doppelkämmen, die von dunklen Flecken auf der Oberfläche flankiert werden. Derartige Merkmale wurden bereits an anderen Stellen auf Europa beobachtet. Man nimmt an, dass sie der Ausgangspunkt für Wasserdampfschwaden sind, die in den Weltraum aufsteigen und eine Höhe von 200 Kilometern (120 Meilen) erreichen.
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Die schwer fassbaren Plumes sind etwas umstritten, seit das Hubble-Weltraumteleskop sie 2012 zum ersten Mal zu Gesicht bekam. Im Gegensatz zum Saturnmond Enceladus, wo Plumes ein vorhersehbares und häufiges Phänomen sind, sind die Plumes auf Europa jedoch eher punktuell, was einige Forscher dazu veranlasst, die Existenz von Plumes auf Europa zu bezweifeln. Die Entdeckung von Gräben, die in etwa den Tigerstreifen auf Enceladus entsprechen – den Ursprungspunkten der Plumes auf der Erde – wird Europa Clipper und JUICE Regionen liefern, die sie bei ihrer Suche nach den Plumes auf Europa ebenfalls ins Visier nehmen können.
Die Ansicht des SRU-Instruments auf das Platypus (das seltsam geformte Merkmal unten rechts). Darüber befinden sich zwei Erhebungen, die vermutlich mit kryovulkanischen Plumes in Verbindung stehen. (Bildnachweis: NASA/JPL-Caltech/SwRI)
Juno hat jedoch auch deutliche Hinweise darauf gefunden, dass sich diese Merkmale und die Oberfläche insgesamt unter Junos metaphorischen Füßen verschieben. Wissenschaftler nennen dies „echte Polarwanderung“, was bedeutet, dass sich die geografische Lage der Pole auf dem Mond verändert hat, da die eisige Kruste auf dem unterirdischen globalen Ozean schwimmt.
„Echte Polarwanderung tritt auf, wenn die eisige Schale Europas von ihrem felsigen Inneren entkoppelt ist, was zu hohen Spannungen auf der Schale führt, die zu vorhersehbaren Bruchmustern führen“, sagte Candy Hansen, die bei Juno am Planetary Science Institute in Arizona mitforscht.
Juno hat diese Bruchmuster in Form von steilwandigen, unregelmäßig geformten Vertiefungen mit einer Größe zwischen 20 und 50 Kilometern (12 bis 31 Meilen) abgebildet.
„Dies ist das erste Mal, dass diese Bruchmuster in der südlichen Hemisphäre [Europas] kartiert wurden, was darauf hindeutet, dass die Auswirkungen der echten Polarwanderung auf die geologische Oberfläche Europas umfangreicher sind als bisher angenommen“, sagte Hansen.
Die Ergebnisse der JunoCam-Bilder von Europa während des Vorbeiflugs wurden im März in der Fachzeitschrift The Planetary Science Journal veröffentlicht, und die SRU-Ergebnisse wurden im Dezember 2023 in der Zeitschrift JGR Planets veröffentlicht.
