Donnerstag, 12. März 2015

Hubble-Beobachtungen erbringen Beweis für Untergrund-Ozean auf Jupitermond Ganymed


Grafische Darstellung des Aufbaus des größten Jupitermondes Ganymed auf der Grundlage der neusten Hubble-Beobachtungen. (Illu.). | Copyright: NASA, ESA, and A. Feild (STScI), (dt.: grewi.de)

Köln (Deutschland) - Rund 800 Millionen Kilometer von der Sonne entfernt, umkreist Ganymed als größter der vier Jupitermonde seinen Planeten. Damit befindet sich Ganymed deutlich außerhalb der klassischen "habitablen Zone", innerhalb derer sich Planeten (und damit auch deren Monde) eigentlich befinden müssen, damit aufgrund gemäßigter Temperaturen Wasser in flüssiger Form und damit die Grundlage zumindest des irdischen Lebens existieren kann. Dennoch gibt es auch auf derartigen Eismonden um Gasplaneten flüssige Salzwasserozeane, die jedoch unter einer kilometerdicken Eisschicht verborgen sind - beispielsweise auf dem Saturnmond Enceladus (...wir berichteten). Ob auch Ganymed einen solchen verborgenen Ozean beherbergt, war unter Planetenwissenschaftlern bislang umstritten (...wir berichteten). Jetzt aber haben Wissenschaftler anhand von Beobachtungen mit dem Weltraumteleskop Hubble deutliche Hinweise für die Existenz eines solchen Ozeans auf Ganymed gefunden.

Während bislang lediglich theoretische Modelle einen unter der rund 150 Kilometer dickem Eiskruste verborgenen Ozean nahelegten, wurde das Weltraumteleskop nun von einem internationalen Forscherteam zur Beobachtung der Polarlichter auf Ganymed benutzt, die auch auf dem Jupitermond durch die Interaktion geladener kosmischer Teilchen mit dem globalen Magnetfeld dieses Mondes entstehen.


Da das dipolare Magnetfeld Ganymeds direkt bis zum Kern des Mondes hinabreicht, würde auch ein zwischen Oberfläche und Kern befindlicher saliner Ozean die Dynamik dieses Magnetfeldes beeinflussen, wenn es mit dem gewaltigen Magnetfeld des Jupiter interagiert, das Ganymed gänzlich einhüllt.



Künstlerische Darstellung der Polarlichter auf dem größten Jupitermond Ganymed (Illu.). | Copyright: NASA, ESA, and G. Bacon (STScI)

Da Teleskope aber nicht ins Innere von Planeten und Monden blicken können, stellen Polarlichter innerhalb deren Magnetfelder eine einzigartige Möglichkeit dar, das Innere solchen Welten auch aus der Ferne zu erkunden.


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Immer dann, wenn sich das Magnetfeld des Jupiter etwa alle 10 Stunden verändert, gerät auch das Magnetfeld Ganymeds in Bewegung und die Polarlichter beginnen zu flackern. Durch das Studium dieser Hin- und Herbewegungen der Polarlichter auf Ganymed konnten die Forscher um Professor Joachim Saur von der Universität zu Köln nun auf einen gewaltigen Salzwasserozean auf dem Jupitermond schließen, der dessen Magnetfeld beeinflusst. Ihre Ergebnisse haben die Wissenschaftler in der aktuellen Ausgabe der Fachzeitschrift "Journal of Geophysical Research: Space Physics" (DOI: 10.1002/2014JA020778) veröffentlicht.

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"Unsere Grundüberlegung war, dass durch einen vorhandenen Salzwasserozean im Wechselspiel mit dem Magnetfeld des Jupiter ein zweites Magnetfeld erzeugt werden müsste, dass dem Magnetfeld des Jupiter entgegenwirkt", erläutern die Forscher. "Diese 'magnetische Reibung' würde die erwartete Bewegung der Polarlichter stark unterdrücken. Ein solcher Ozean würde sozusagen also stark gegen das Jupiter-Magnetfeld ankämpfen, so dass die Bewegung der Polarlichter nur noch 2 Grad betragen würden - statt 6 Grad im Falle, dass kein verborgener Ozean existiert."


Grafische Darstellung der Bewegung der Polarlichter auf Ganymed mit (r.) und ohne (l.) Untergrundozean. | Copyright: NASA, ESA, and A. Feild (STScI)

Tatsächlich fanden die Wissenschaftler genau diese Werte durch die Hubble-Beobachtungen nun bestätigt und schließen so auf einen rund 100 Kilometer tiefen Ozean, der damit etwa zehn mal so tief wie die irdischen Meere wäre, jedoch unter einer rund 150 Kilometer dicken Eiskruste verborgen liegt.


Neben Ganymed beherbergen wahrscheinlich auch die Jupitermodes Europa und Kalisto, sowie der Saturnmond Enceladus und Mimas unter Eiskrusten verborgene Ozeane. Selbst die Monde Triton um Neptun und Charon sowie dessen Mutterzwergplanet Pluto stehen im Verdacht verborgene Ozeane zu besitzen.



Der Jupitermond Ganymed in einer Aufnahme der NASA-Sonde Galileo. | Copyright: NASA


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