Von der Juno-Mission der NASA gesammelte Daten deuten darauf hin, dass auf Jupiters größtem Mond möglicherweise eine salzige Vergangenheit an die Oberfläche sprudelt.
Die Juno-Mission der NASA hat Mineralsalze und organische Verbindungen auf der Oberfläche des Jupitermondes Ganymed beobachtet. Die Daten für diese Entdeckung wurden vom Spektrometer Jovian InfraRed Auroral Mapper (JIRAM) an Bord der Raumsonde während eines nahen Vorbeiflugs am eisigen Mond gesammelt.
Die Ergebnisse, die Wissenschaftlern helfen könnten, den Ursprung von Ganymed und die Zusammensetzung seines Tiefsees besser zu verstehen, wurden am 30. Oktober in der Zeitschrift veröffentlicht Naturastronomie.
Ganymed ist größer als der Planet Merkur und der größte der Jupitermonde. Aufgrund des riesigen inneren Ozeans aus Wasser, der sich unter seiner eisigen Kruste verbirgt, ist er seit langem für Wissenschaftler von großem Interesse. Frühere spektroskopische Beobachtungen der NASA Galilei Raumschiff und Hubble-Weltraumteleskop sowie das Very Large Telescope des European Southern Observatory deuteten auf das Vorhandensein von Salzen und organischen Stoffen hin, aber die räumliche Auflösung dieser Beobachtungen war zu gering, um eine Aussage zu treffen.
Am 7. Juni 2021 flog Juno in einer Mindesthöhe von 650 Meilen (1.046 Kilometer) über Ganymed. Kurz nach der größten Annäherung erfasste das JIRAM-Instrument Infrarotbilder und Infrarotspektren (im Wesentlichen die chemischen Fingerabdrücke von Materialien, basierend auf der Art und Weise, wie sie Licht reflektieren) der Mondoberfläche.
JIRAM wurde von der italienischen Raumfahrtagentur Agenzia Spaziale Italiana gebaut und wurde entwickelt, um das Infrarotlicht (für das bloße Auge unsichtbar) einzufangen, das tief im Inneren des Jupiter austritt und die Wetterschicht bis in eine Tiefe von 30 bis 45 Meilen (50 bis 70 Kilometer) untersucht die Wolkenoberseiten des Gasriesen. Das Instrument wurde auch verwendet, um Einblicke in das Gelände der Monde Io, Europa, Ganymed und Callisto (nach ihrem Entdecker Galileo zusammenfassend als die Galileischen Monde bekannt) zu ermöglichen.
Die während des Vorbeiflugs gewonnenen JIRAM-Daten von Ganymed erreichten eine beispiellose räumliche Auflösung für die Infrarotspektroskopie – besser als 0,62 Meilen (1 Kilometer) pro Pixel. Damit konnten Juno-Wissenschaftler die einzigartigen spektralen Merkmale von Nicht-Wassereis-Materialien, darunter hydratisiertes Natriumchlorid, Ammoniumchlorid, Natriumbicarbonat und möglicherweise aliphatische Aldehyde, erkennen und analysieren.
„Das Vorhandensein von ammoniakhaltigen Salzen deutet darauf hin, dass Ganymed möglicherweise Materialien angesammelt hat, die kalt genug sind, um Ammoniak während seiner Entstehung zu kondensieren“, sagte Federico Tosi, ein Juno-Mitforscher vom italienischen Nationalinstitut für Astrophysik in Rom und Hauptautor der Studie. „Die Karbonatsalze könnten Überreste von kohlendioxidreichem Eis sein.“
Erkundung anderer Jupiterwelten
Frühere Modellierungen des Magnetfelds von Ganymed ergaben, dass die äquatoriale Region des Mondes bis zu einem Breitengrad von etwa 40 Grad vor dem energiereichen Elektronen- und Schwerionenbombardement geschützt ist, das durch Jupiters höllisches Magnetfeld erzeugt wird. Es ist bekannt, dass sich das Vorhandensein solcher Partikelflüsse negativ auf Salze und organische Stoffe auswirkt.
Während des Vorbeiflugs im Juni 2021 deckte JIRAM einen schmalen Breitengradbereich (10 Grad Nord bis 30 Grad Nord) und einen größeren Längengradbereich (minus 35 Grad Ost bis 40 Grad Ost) auf der dem Jupiter zugewandten Hemisphäre ab.
„Wir fanden den größten Reichtum an Salzen und organischen Stoffen in der Region dunkles und helles Gelände in Breitengraden, die durch das Magnetfeld geschützt sind“, sagte Scott Bolton, Junos Hauptforscher vom Southwest Research Institute in San Antonio. „Dies deutet darauf hin, dass wir die Überreste einer Tiefsee-Sole sehen, die die Oberfläche dieser gefrorenen Welt erreicht hat.“
Ganymed ist nicht die einzige Jupiterwelt, an der Juno vorbeigeflogen ist. Der Mond Europa, von dem angenommen wird, dass er unter seiner Eiskruste einen Ozean beherbergt, geriet ebenfalls als Erstes unter Junos Blick Oktober 2021 und dann im September 2022. Jetzt erhält Io die Vorbeiflugbehandlung.
Die nächste Annäherung an diese von Vulkanen übersäte Welt ist für den 30. Dezember geplant, wenn die Raumsonde bis auf 1.500 Kilometer an die Oberfläche von Io herankommen wird.
Mehr Informationen:
Federico Tosi et al., Salze und organische Stoffe auf Ganymeds Oberfläche, beobachtet vom JIRAM-Spektrometer an Bord der Juno, Naturastronomie (2023). DOI: 10.1038/s41550-023-02107-5