Eine neue umfassende Kartierung der Strahlung, die den Mond von Jupiter - Europa bombardiert, zeigt, wo und wie tief Wissenschaftler weiter nach biologischer Aktivität suchen sollten.Da die Galileo-Mission der NASA in den neunziger Jahren überzeugende Beweise für einen globalen Ozean unter der eisigen Hülle Europas geliefert hat, glauben Wissenschaftler, dass der Mond einer der vielversprechendsten Orte in unserem Sonnensystem ist, um nach Inhaltsstoffen für den Ursprung des Lebens zu suchen. Es gibt auch viele Beobachtungen darüber, wie Salzwasser, das im Mondinneren zirkuliert, an die Oberfläche eindringt.
Wissenschaftler, die künftige Missionen entwickeln, untersuchen die gewonnenen Informationen eingehender und hoffen, mehr über die mögliche Bewohnbarkeit des europäischen Ozeans zu erfahren. Die Oberfläche Europas wird jedoch von der konstanten und intensiven Strahlung des Jupiter bombardiert. Diese Strahlung kann die an die Oberfläche transportierten Proben zerstören oder verändern, was die anschließende Untersuchung von Materialien erschwert und die Wahrheit der Darstellung der Bedingungen im Ozean Europas verletzt.
Bei der Planung einer bevorstehenden Studie über Europa sind Wissenschaftler mit vielen Unbekannten konfrontiert: Wo ist die Strahlung am intensivsten? Wie tief dringen hochenergetische Partikel ein? Wie sich Strahlung auf die Oberfläche und darunter auswirkt - einschließlich potenzieller chemischer Zeichen oder Biosignale, die Leben bedeuten könnten.
Eine neue wissenschaftliche Studie, die heute in Nature Astronomy veröffentlicht wurde, ist Europas umfassendstes Werkzeug zur Modellierung und Kartierung von Strahlung und bietet wichtige Teile des Puzzles. Der Hauptautor ist Tom Nordheim, ein Mitarbeiter des Jet Propulsion Laboratory der NASA in Pasadena, Kalifornien.
"Wenn wir verstehen wollen, was auf der Oberfläche Europas passiert und wie der Ozean darunter darauf reagiert, müssen wir diese Strahlung verstehen", sagte Nordheim. „Was beobachten wir letztendlich, wenn wir Materialien untersuchen, die aus der unterirdischen Schicht extrahiert wurden? Ist es das, was sich im Ozean befindet, oder das Ergebnis dessen, was mit den Proben passiert ist, nachdem sie an die Oberfläche gebracht wurden? “
Nordheim und sein Team untersuchten anhand von Daten von Galileo vor zwei Jahrzehnten und Elektronenflussmessungen der NASA Voyager 1 die Nuancen der auf die Oberfläche des Jupitersatelliten einfallenden Strahlung genauer. Sie fanden heraus, dass die Strahlendosen vom Ort des Ortes abhängen, an dem die Messungen durchgeführt wurden. Die stärkste Strahlung wird in Bereichen um den Äquator konzentriert und ihre Intensität nimmt näher an den Polen ab.
Die Oberflächenkarte von Europa zeigt die Gebiete, die die höchste Strahlungsdosis erhalten (rosa). US Geological Survey, NASA / JPL-Caltech, Johns Hopkins Labor für Angewandte Physik, Naturastronomie
Identifizierte raue Zonen erscheinen in Form von ovalen Bereichen, die an schmalen Enden miteinander verbunden sind und mehr als die Hälfte des Mondes bedecken.
"Dies ist die erste Vorhersage der Strahlungswerte an jedem Punkt der Oberfläche Europas und eine wichtige Information für zukünftige Missionen nach Europa", sagte Chris Paranikas, Co-Autor des Johns Hopkins Applied Physics Laboratory in Laurel, Maryland.
Wissenschaftler wissen jetzt, wo sich die Regionen befinden, die am wenigsten von Strahlung betroffen sind. Dies könnte eine wichtige Information für den JPL-geführten Europa Clipper, die Jupiter-Mission der NASA und die europäische Überwachung mit etwa 45 engen Spannweiten sein. Das Raumschiff kann bereits im Jahr 2022 starten und wird Kameras, Spektrometer, Plasma- und Radargeräte tragen, um die Zusammensetzung der Mondoberfläche, seines Ozeans und des an die Oberfläche ausgestoßenen Materials zu untersuchen.
In seiner neuen Arbeit blieb Nordheim nicht bei einer zweidimensionalen Karte stehen. Er ging tiefer, maß, wie weit unter der Oberfläche die Strahlung eindringt, und baute 3D-Modelle der intensivsten Strahlung nach Europa. Die Ergebnisse zeigen uns, wie tief Wissenschaftler während einer potenziellen zukünftigen Landungsmission in Europa graben oder bohren sollten, um alle biologischen Merkmale zu finden, die erhalten bleiben können.
Studien zeigen Ergebnisse, die in Gebieten mit der höchsten Strahlung von 10 bis 20 Zentimetern bis zu einer Tiefe von weniger als 1 Zentimeter in den Regionen Europas in mittleren und hohen Breiten bis zu den Polen des Mondes reichen.
Um zu dieser Schlussfolgerung zu gelangen, testete Nordheim die Auswirkungen von Strahlung auf Aminosäuren, die Grundbausteine für Proteine, um herauszufinden, wie Jupiters Strahlung potenzielle Bioattribute beeinflusst. Aminosäuren gehören zu den einfachsten Molekülen, die als potenzieller biologischer Indikator gelten, heißt es in der Zeitung.
"Die Strahlung, die die Oberfläche Europas bombardiert, hinterlässt eine Art Fingerabdruck", sagte Kevin Rook, Co-Autor neuer Forschungs- und Projektspezialisten für die potenzielle Mission von Europa Lander. „Wenn wir wissen, wie dieser Druck aussieht, können wir die Natur aller organischen Substanzen und möglichen Biosignale, die in zukünftigen Missionen nachgewiesen werden können, besser verstehen, sei es Raumfahrzeuge, die nach Europa fliegen oder darauf„ landen “.
Die Mission des Europa Clipper-Teams besteht darin, mögliche Umlaufbahnen zu erkunden. Die vorgeschlagenen Routen führen durch viele Regionen Europas, in denen weniger Strahlung herrscht, sagte Rood. "Dies sind gute Nachrichten für die Untersuchung von potenziell frischem Meeresmaterial, das durch Jupiters Fingerabdruckstrahlung nicht stark verändert wurde."
JPL, eine Caltech-Abteilung in Pasadena, Kalifornien, verwaltet die Europa Clipper-Mission im Washington Science Mission Office der NASA.
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