Europa (Mond)

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Europa
Jupitermond Europa, aufgenommen von der Raumsonde Galileo.
Eigenschaften des Orbits
Zentralkörper	Jupiter
Große Halbachse	670 900 km
Periapsis	664 100 km
Apoapsis	677 700 km
Exzentrizität	0,0101
Bahnneigung	0,470°
Umlaufzeit	3,551181 d
Mittlere Bahngeschwindigkeit	13,74 km/s
Physikalische Eigenschaften
Albedo	0,64
Visuelle Helligkeit	5,3 mag
Mittlerer Durchmesser	3121,6 km
Masse	4,88 × 1022 kg
Oberfläche	30.600.000 km²
Mittlere Dichte	3,01 g/cm³
Siderische Rotation	3,551181 d
Achsneigung	0°
Fallbeschleunigung an der Oberfläche	1,32 m/s²
Fluchtgeschwindigkeit	2040 m/s
Oberflächentemperatur	85; 103; 125 K
Geschichte
Entdecker	Galileo Galilei
Datum der Entdeckung	1610
Anmerkungen	Einfach gebundene Rotation Europa hat eine Atmosphäre mit <10-6Pa

Europa ist der zweite und kleinste der vier großen Monde des Planeten Jupiter. Obwohl die Temperatur auf der Oberfläche von Europa maximal -160 °C erreicht, vermutet man, dass sich unter einer Kruste aus Wassereis ein bis zu 90 km tiefer Ozean aus Wasser befinden könnte.

Inhaltsverzeichnis 1 Entdeckung 2 Umlaufbahn 3 Aufbau und physikalische Daten 4 Atmosphäre 5 Magnetfeld 6 Leben auf Europa 7 Weblinks

[Bearbeiten] Entdeckung

Europas Entdeckung wird dem italienischen Gelehrten Galileo Galilei zugesprochen, der im Jahre 1610 sein einfaches Fernrohr auf den Jupiter richtete. Die vier großen Monde Io, Europa, Ganymed und Kallisto werden auch als die galileischen Monde bezeichnet.

Allerdings beanspruchte der Deutsche Simon Marius in seinem 1614 erschienenen Werk Mundus Jovialis deren Entdeckung für sich, indem er behauptete, die großen Jupitermonde bereits einige Tage vor Galilei entdeckt zu haben. Galilei zweifelte dies an und bezeichnete Marius’ Werk als Plagiat. Nach heutigen Erkenntnissen ist nicht auszuschließen, dass Marius die Monde unabhängig von Galilei entdeckte, jedenfalls gehen ihre Namen auf ihn zurück.

Benannt wurde der Mond nach Europa, einer Geliebten des Zeus aus der griechischen Mythologie. Obwohl der Name Europa bereits kurz nach seiner Entdeckung von Simon Marius vorgeschlagen wurde, konnte er sich über lange Zeit nicht durchsetzen. Erst in der Mitte des 20. Jahrhunderts kam er wieder in Gebrauch. Vorher wurden die galileischen Monde üblicherweise mit römischen Ziffern bezeichnet und Europa war der Jupitermond II.

Die galileischen Monde sind so hell, dass man sie bereits mit einem Fernglas oder kleinen Teleskopen beobachten kann.

[Bearbeiten] Umlaufbahn

Europa umkreist den Jupiter rechtläufig in einem mittleren Abstand von 670.900 km in 3 Tagen, 13 Stunden und 14,6 Minuten. Ihre Umlaufbahn hat eine numerische Exzentrizität von 0,0101; das heißt, ihr jupiternächster und -fernster Bahnpunkt – Perijovum und Apojovum – weichen jeweils nur um 1,01 % von der großen Halbachse ab. Die Bahnebene ist nur 0,470° gegenüber Jupiters Äquatorebene geneigt.

Die Umlaufzeit von Europa steht zu ihrem inneren und äußeren Nachbarmond in einer Bahnresonanz von 2:1 bzw. 1:2; das heißt, während zwei Umläufen von Europa läuft Io genau vier Mal und Ganymed genau ein Mal um Jupiter.

[Bearbeiten] Aufbau und physikalische Daten

Europa besitzt einen mittleren Durchmesser von 3121,6 km und eine mittlere Dichte von 3,01 g/cm³.

Der Mond gleicht in seinem Aufbau den terrestrischen (erdähnlichen) Planeten, da er überwiegend aus Silikatgestein aufgebaut ist. Seine äußere Schicht besteht aus Wasser mit einer geschätzten Mächtigkeit von 100 km. Darüber hinaus dürfte er einen relativ kleinen Kern aus Eisen besitzen.

Europa besitzt mit einer Albedo von 0,64 eine der hellsten Oberflächen aller bekannten Monde im Sonnensystem. 64 % des eingestrahlten Sonnenlichts werden reflektiert.

Die Oberfläche ist zudem außergewöhnlich eben. Sie ist von Furchen überzogen, die allerdings eine geringe Tiefe aufweisen. Nur wenige Strukturen, die sich mehr als einige hundert Meter über die Umgebung erheben, wurden festgestellt.

Auf Europa sind sehr wenige Einschlagkrater sichtbar, von denen nur drei einen Durchmesser von mehr als 5 km besitzen. Der größte Krater, Pwyll, hat einen Durchmesser von 26 km. Pwyll ist eine der geologisch jüngsten Strukturen auf Europa. Bei dem Einschlag wurde helles Material aus dem Untergrund über Tausende von Kilometern hinweg ausgeworfen.

Die geringe Verkraterung ist ein Hinweis darauf, dass Europas Oberfläche geologisch sehr jung ist. Schätzungen der Einschlagshäufigkeit von Kometen und Asteroiden ergeben ein Alter von höchstens 30 Millionen Jahren.

Die glatte Oberfläche und die Strukturen erinnern sehr stark an Eisfelder in Polarregionen auf der Erde. Es wird vermutet, dass sich unter Europas Kruste aus Wassereis ein Ozean aus flüssigem Wasser befindet, der durch die Wirkung von Gezeitenkräften erwärmt wird. Die Temperatur auf Europas Oberfläche beträgt nur 110 K (etwa -160 °C) am Äquator und 50 K (etwa -220 °C) an den Polen. Unter diesen Bedingungen ist Wassereis hart wie Gestein. Die größten sichtbaren Krater wurden offensichtlich mit frischem Eis ausgefüllt und eingeebnet. Dieser Mechanismus sowie Berechnungen der durch die Gezeitenkräfte verursachten Erwärmung lassen darauf schließen, dass Europas Eiskruste etwa 10 bis 15 km stark ist. Der darunter liegende Ozean könnte eine Tiefe von bis zu 90 km aufweisen.

Europas auffälligstes Merkmal ist ein Netzwerk von kreuz und quer verlaufenden Gräben und Furchen, Linea genannt, die die gesamte Oberfläche überziehen. Die Linea haben eine starke Ähnlichkeit mit Rissen und Verwerfungen auf irdischen Eisfeldern. Die größeren sind etwa 20 km breit und besitzen undeutliche äußere Ränder sowie einen inneren Bereich aus hellem Material. Die Linea könnten durch Kryovulkanismus (Kältevulkanismus) oder den Ausbruch von Geysiren aus warmem Wasser entstanden sein, wodurch die Eiskruste auseinander gedrückt wurde.

Detaillierte Aufnahmen zeigen, dass sich Teile der Eiskruste gegeneinander verschoben haben und zerbrochen sind, wobei ein Muster von Eisfeldern entstand. Die Bewegung der Kruste wird durch Gezeitenkräfte hervorgerufen, die die Oberfläche um 30 m heben und senken. Europa weist, wie der Erdmond und die übrigen Jupitermonde, eine gebundene Rotation auf und zeigt stets mit derselben Seite zu dem Planeten. Die Eisfelder müssten dabei ein bestimmtes, vorhersagbares Muster aufweisen. Detaillierte Aufnahmen zeigen statt dessen, dass nur die geologisch jüngsten Gebiete ein solches Muster zeigen. Andere Gebiete weichen mit zunehmendem Alter von diesem Muster ab. Das kann damit erklärt werden, dass sich Europas Oberfläche geringfügig schneller bewegt, als ihr innerer Mantel und der Kern. Die Eiskruste ist vom Mondinnern durch den dazwischen liegenden Ozean mechanisch abgekoppelt und wird von Jupiters Gravitationskräften beeinflusst. Vergleiche der Aufnahmen der Raumsonden Galileo und Voyager zeigen, dass sich Europas Eiskruste in etwa 10.000 Jahren einmal um den Mond bewegt.

Ein weiterer Typ von Oberflächenstrukturen sind kreis- und ellipsenförmige Gebilde, Lenticulae (lat. Flecken) genannt. Viele sind Erhebungen (engl. Domes), andere Vertiefungen oder ebene dunkle Flecken. Die Lenticulae entstanden offensichtlich durch aufsteigendes wärmeres Eis, vergleichbar mit Magmakammern in der Erdkruste. Die Domes wurden dabei empor gedrückt, die ebenen dunklen Flecken könnten gefrorenes Schmelzwasser sein. Chaotische Zonen, wie Conomara Chaos, sind wie ein Puzzle aus Bruchstücken geformt, die von glattem Eis umgeben sind. Sie haben das Aussehen von Eisbergen in einer gefrorenen See.

[Bearbeiten] Atmosphäre

Aufnahmen des Hubble-Weltraumteleskops ergaben Hinweise auf das Vorhandensein einer extrem dünnen Atmosphäre aus Sauerstoff, mit einem Druck von 10^-11 bar. Es wird angenommen, dass der Sauerstoff durch die Einwirkung der Sonnenstrahlung auf die Eiskruste entsteht, wobei das Wassereis in Sauerstoff und Wasserstoff gespalten wird. Der flüchtige Wasserstoff entweicht in den Weltraum, der massereichere Sauerstoff wird durch Europas Gravitation festgehalten.

[Bearbeiten] Magnetfeld

Bei Vorbeiflügen der Galileosonde wurde ein schwaches Magnetfeld gemessen (seine Stärke entspricht etwa ¼ der Ganymeds). Das Magnetfeld variiert, während sich Europa durch die äußerst ausgeprägte Magnetosphäre des Jupiter bewegt. Die Daten von Galileo weisen darauf hin, dass sich unter Europas Oberfläche eine elektrisch leitende Flüssigkeit befindet, etwa ein Ozean aus Salzwasser. Darüber hinaus zeigen spektroskopische Untersuchungen, dass die rötlichen Linien und Strukturen an der Oberfläche reich an Salzen, wie Magnesiumoxid, sind. Die Salzablagerungen könnten zurückgeblieben sein, als ausgetretenes Salzwasser verdampft war. Da die festgestellten Salze in der Regel farblos sind, dürften andere Elemente, wie Eisen oder Schwefel für die rötliche Färbung verantwortlich sein.

[Bearbeiten] Leben auf Europa

Das Vorhandensein von flüssigem Wasser ließ Spekulationen darüber aufkommen, ob in Europas Ozeanen Formen von Leben existieren können. Auf der Erde wurden Lebensformen entdeckt, die unter extremen Bedingungen, auch ohne das Vorhandensein von Sonnenlicht, bestehen können, etwa in den hydrothermalen Quellen (Black Smoker) der Tiefsee oder im antarktischen Wostoksee. Bislang gibt es keine Hinweise dafür, doch sollen spätere Missionen dies klären. Angedacht wird eine unbemannte Kryobot-Raumsonde, die auf der Oberfläche landen, sich durch die Eiskruste durchschmelzen und eine Art „Mini-U-Boot“ (Hydrobot) in Europas Ozean ablassen soll. Bevor diese Mission überhaupt Wirklichkeit werden kann, könnte in der nächsten Dekade eine Europa Orbiter Raumsonde gestartet werden, die in eine Umlaufbahn um Europa eintreten und den Mond umfassend studieren soll. Davon erhofft man sich weitere Erkenntnisse über Europa zu sammeln und geeignete Landestellen für spätere Missionen zu finden.

Die Galileo-Mission war 2003 beendet, wobei man die Sonde kontrolliert auf den Jupiter stürzen ließ. Damit sollte (unter anderem) verhindert werden, dass ein nicht steriler Flugkörper möglicherweise irgendwann auf Europa einschlagen und diesen mit irdischen Mikroorganismen kontaminieren könnte.

Nach einem Bericht des Wissenschaftsmagazins New Scientist kamen NASA-Wissenschaftler, die die gestrichene Nasa-Mission Jupiter Icy Moons Orbiter planten, nach Auswertungen früherer Missionen im Frühjahr 2004 zu dem Schluss, dass der Mond Europa weitaus lebensfeindlicher sein könnte, als zuvor angenommen.

So wurden auf der Oberfläche Wasserstoffperoxid und von konzentrierter Schwefelsäure bedeckte Flächen nachgewiesen. Hier geht man davon aus, dass die Säure aus dem unter der Eisschicht angenommenen Ozean stammt. Die Konzentration wird mit unterseeischen Vulkanismus erklärt, der für den Schwefel verantwortlich sein kann.

[Bearbeiten] Weblinks

• Die 8 Planeten: Europa
• Alpha Centauri: Gibt es Leben auf Europa? von und mit Harald Lesch