April 16, 2024

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Sauerstoff in Jupiter und Europa könnte 1 Million Menschen auf der Erde ernähren: NASA

Sauerstoff in Jupiter und Europa könnte 1 Million Menschen auf der Erde ernähren: NASA

Diese Abbildung von Europa zeigt, wie seine eisige Oberfläche sogar auf der Nachtseite leuchten kann, weil Jupiter sie ständig mit Strahlung bombardiert.
NASA/JPL-Caltech

  • Die Juno-Mission der NASA ergab, dass Jupiters Eismond Europa alle 24 Stunden 1.000 Tonnen Sauerstoff produziert.
  • Es reicht aus, um eine Million Menschen einen Tag lang atmen zu lassen, ist aber viel geringer als bisher angenommen.
  • Diese neuen Daten könnten die Wahrscheinlichkeit verringern, dass Europa in seinem riesigen unterirdischen Ozean Leben beherbergt.

Etwa 400 Millionen Meilen entfernt schwebt im Weltraum eine Wasserwelt namens Europa, die alle 24 Stunden 1.000 Tonnen Sauerstoff produziert. Das ist genug Sauerstoff, um eine Million Menschen einen Tag lang am Leben zu halten. Die NASA berichtete Diese Woche.

Diese neuen Schätzungen wurden jedoch in der Fachzeitschrift veröffentlicht NaturastronomieEs ist nicht beabsichtigt, die Zahl der Menschen zu begrenzen, die diesen Jupitermond bewohnen könnten. Sie helfen Wissenschaftlern herauszufinden, ob Europa ein eigenes Leben beherbergt.

„Wir glauben, dass Europa heute der wahrscheinlichste Ort ist, an dem man jenseits der Erde nach Leben suchen kann“, sagte Kurt Niebuhr, leitender Wissenschaftler der NASA für die Erforschung von Exoplaneten, der nicht an der Studie beteiligt war.

JunoCam hat dieses Bild von Europa Anfang des Jahres während eines nahen Vorbeiflugs aufgenommen.
NASA/JPL-Caltech/SwRI/MSSS/Kevin M. Gill CC BY 3.0

Wenn auf Europa Lebensformen existieren, könnten sie wie Mikroben oder vielleicht etwas Komplexeres aussehen. Laut NASA. Von der Oberfläche aus ist sie jedoch nicht sichtbar, da es sich um eine gefrorene Wüste handelt.

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Es wird wahrscheinlich im riesigen unterirdischen Ozean des Mondes gefunden, der möglicherweise doppelt so viel Wasser enthält wie die Erde.

Obwohl Wasser eines der wesentlichen Elemente des Lebens, wie wir es kennen, ist, ist es nicht das einzige Element. Es gibt eine lange Liste anderer Chemikalien, nach denen Wissenschaftler suchen, und Sauerstoff ist eine davon.

Diese Karte zeigt den unterirdischen Ozean, der unter der gefrorenen Kruste Europas lauert.
NASA/JPL-Caltech/Michael Carroll

Jetzt hat die NASA-Raumsonde Juno, die derzeit Jupiter und seine Monde umfliegt, die bisher genaueste Schätzung der Sauerstoffproduktion Europas vorgenommen. Es stellt sich heraus, dass es viel niedriger ist, als wir dachten.

Die neueste Schätzung geht von 1.000 Tonnen Sauerstoff alle 24 Stunden aus, was mehr als 86-mal weniger ist als einige frühere Schätzungen. Diese neuen Daten könnten die Bewohnbarkeit Europas in Frage stellen.

Wie produziert Europa Sauerstoff?

Die Sauerstoffproduktion sieht auf Europa ganz anders aus als auf der Erde. Während die Erde ihren Sauerstoff durch Photosynthese erhält, ist Europa das Ergebnis seines Mutterplaneten Jupiter.

Jupiter sendet starke Strahlung aus, die Europa mit hochenergetischen Teilchen überschüttet. Diese Partikel interagieren dann mit gefrorenem Wassereis (H2O) auf der Mondoberfläche.

YouTube/NASA

Die Reaktion spaltet H2O-Moleküle in Wasserstoff- und Sauerstoffgas. Aber wohin dieser Sauerstoff geht, ist die große Frage. Einige könnten im Eis stecken bleiben, andere könnten in den Weltraum entkommen und einige könnten sogar in den Ozean unter der Oberfläche Europas gelangen.

Wenn genügend Sauerstoff in den Untergrund gelangt, würde das bedeuten, dass der Ozean Europas einen der lebenswichtigen Bestandteile des Lebens, wie wir es kennen, enthält. „Aber das ist für uns ein großes Fragezeichen“, sagte Niebuhr, denn Sauerstoff kann an vielen verschiedenen Orten landen.

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Illustration eines Instruments zur Erforschung des unterirdischen Ozeans in Europa.
NASA

Die Juno-Mission der NASA brachte mehr Licht auf die Gesamtmenge an Sauerstoff, die auf der Oberfläche Europas erzeugt wird. Es ist jedoch immer noch unklar, wie viel, wenn überhaupt, in den unterirdischen Ozean gelangt.

Sauerstoffmessung über Europa

Um die von der Oberfläche Europas erzeugte Sauerstoffmenge zu messen, verwendeten Wissenschaftler an Bord der Juno das Instrument Jovian Aurora Distributions Experiment (JADE).

JADE wurde entwickelt, um geladene Teilchen in den Polarlichtregionen des Jupiter zu messen. Doch als Juno im September 2022 an Europa vorbeiflog, gelang es JADE zum ersten Mal, geladene Teilchen zu messen, die aus der Mondatmosphäre emittiert wurden.

Mithilfe von JADE-Daten schätzten Wissenschaftler die Gesamtmenge an Wasserstoffgas (jedoch nicht an Sauerstoff) in der dünnen Atmosphäre Europas. Da auf zwei Wasserstoffatome in einem Wassermolekül ein Sauerstoffatom kommt, können Wissenschaftler anhand von Wasserstoffgasdaten die an der Oberfläche erzeugte Sauerstoffmenge berechnen.

Diese Abbildung zeigt geladene Teilchen von Jupiter, die mit der Oberfläche Europas kollidieren und gefrorene Wassermoleküle in Sauerstoff und Wasserstoffgas spalten.
NASA/JPL-Caltech/SWRI/PU

„Dies hat unser Verständnis darüber, wie viel Sauerstoff an der Oberfläche synthetisiert wird, verbessert und eingeschränkt“, sagte der Hauptautor der Studie, Jami Salai, Weltraumphysiker an der Princeton University.

„Aber wir wissen nicht, wie viel davon die Oberfläche verlässt und wie viel davon in den Ozean gelangt“, fügte Salai hinzu. Die bevorstehende Clipper-Mission der NASA nach Europa könnte uns der Beantwortung dieser Frage näher bringen.

Eine ständige Suche nach der Möglichkeit des Lebens

Der Start der NASA-Mission Europa Clipper ist für Oktober 2024 geplant. Ihr Hauptziel besteht darin, festzustellen, ob Europa bewohnbar ist oder nicht.

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Künstlerische Illustration der Raumsonde Clipper, die Europa umkreist.
NASA/JPL-Caltech

Clipper wird mit Instrumenten ausgestattet sein, die dabei helfen werden, die innere Struktur Europas aufzudecken, beispielsweise einem Untergrundradar. Mit diesem Werkzeug werden NASA-Wissenschaftler Dutzende Kilometer unter der Kruste bohren, um Merkmale zu identifizieren, die dabei helfen könnten, festzustellen, ob Sauerstoff den unterirdischen Ozean erreicht, sagte Niebuhr gegenüber BI.

„Clipper ist eine unglaublich spannende Mission mit wichtigen wissenschaftlichen Zielen, die wahrscheinlich unser Verständnis der Eiskruste, des unterirdischen Ozeans und ihrer Wechselwirkungen untereinander revolutionieren werden“, sagte Szalay.

Europa Clipper mit allen Bordinstrumenten.
NASA/JPL-Caltech

Wenn wir wissen, ob Europas unterirdischer Ozean Sauerstoff enthält oder nicht, würde dies unser Verständnis der Bewohnbarkeit des Mondes verbessern, es würde jedoch nicht automatisch bestätigen, ob auf Europa Leben existiert oder existieren kann.

„Die auf Europa verfügbare Sauerstoffmenge ist kein binärer Schalter, den man umlegen kann, um zu entscheiden, ob Leben möglich ist oder nicht“, erklärte Niebuhr.

Er wies darauf hin, dass es auf der Erde seit etwa 1,5 Milliarden Jahren Leben ohne Sauerstoff gebe. Wenn es hier passieren könnte, könnte es auch auf diesem fernen Mond passieren.

Was die Juno-Mission betrifft, wird Szalay weiterhin auf der Grundlage der Daten arbeiten, die er während dieses Vorbeiflugs an Europa gewonnen hat.

„In den kommenden Jahren werden wir dies erforschen und alles lernen, was wir können“, sagte er.