Auf den ersten Blick scheint der Eismond Europa abweisend und kalt. Denn seine gesamte Oberfläche ist mit Eis bedeckt, eine schützende Atmosphäre fehlt und die Temperatur liegt bei rund minus 150 Grad Celsius. Doch zehn bis 15 Kilometer unter der eisigen Oberfläche des Jupitermonds liegt eine ganz andere Welt. Denn dort gibt es einen wahrscheinlich bis zu 100 Kilometer tiefen Ozean aus flüssigem Salzwasser, wie Messdaten von Raumsonden nahelegen. Warmgehalten wird dieses Wasser von den Gezeitenkräften des Jupiter: Die je nach Position des Mondes in der Umlaufbahn wechselnde Schwerkraft staucht und dehnt Kruste und Kern des Mondes und erwärmt sie. Gleichzeitig erzeugt dies Strömungen unter dem Eis und lässt auch immer wieder Risse in der Eiskruste aufreißen, durch die Wasserdampf nach außen dringt.
Elektronen-Bombardement bringt Moleküle zum Leuchten
Bisher allerdings können Planetenforscher nur darüber spekulieren, welche chemischen Bedingungen das Wasser im subglazialen Ozean von Europa bietet und ob sie lebensfreundlich sind. Für diese Frage ist vor allem die chemische Zusammensetzung des Wassers und der darüberliegenden Eiskruste entscheidend. “Die anorganische Zusammensetzung von Europas Oberfläche zu kennen ist wichtig, um beispielsweise den Salzgehalt des Ozeans und Modelle zum Austausch zwischen Ozean und Oberfläche überprüfen zu können”, erklären Murthy Gudipati vom Jet Propulsion Laboratory der NASA in Pasadena und seine Kollegen. Unter anderem deshalb soll in den nächsten Jahren die Raumsonde Europa Clipper zum Jupitermond starten. Wie nun die Forscher ermittelt haben, könnte der Sonde eine ungewöhnliche Eigenschaft des Jupitermonds bei der Entschlüsselung seiner Chemie entgegenkommen: Die Nachtseite des Mondes leuchtet.
Diese Fluoreszenz ist zwar zu schwach, um von erdgebundenen Teleskopen gesehen zu werden, bei den nahen Vorbeiflügen des Europa Clipper wäre dieses Leuchten aber klar erkennbar, sagen die Wissenschaftler. Ursache dieses Scheins ist das ständige Bombardement des Jupitermonds mit geladenen Teilchen aus dem Jupitermagnetfeld. Wenn diese Teilchen auf Moleküle und Atome auf der Oberfläche von Europa treffen, geben sie Energie an diese ab. Wenn dann diese angeregten Atome wieder in ihren Grundzustand zurückkehren, geben sie die Energie in Form von Photonen ab – sie leuchten. “Eine solche vom Elektronenbombardement induzierte Lichtemission, auch als elektronenstimulierte Lumineszenz bezeichnet, wurde bei reinem Wassereis schon in mehreren Studien beobachtet”, berichten Gudipati und sein Team. Auch salzhaltiges Eis emittiert charakteristische Lichtspektren. Deshalb halten es die Forscher für sehr wahrscheinlich, dass ein solches Leuchten auch auf Europa auftritt.
