Eine Studie von Forschern des Institut de physique du globe de Paris (IPGP) und des CNRS zeigt, dass die Konvektionsbewegungen, die den unter der eisigen Oberfläche von Ganymed verborgenen Ozean antreiben, schwache magnetische Signale erzeugen könnten, die aus dem Weltraum nachweisbar sind.
Diese Signaturen könnten von der derzeit auf dem Weg zum Jupiter befindlichen europäischen Mission Juice gemessen werden und eröffnen einen neuen Weg, diesen unzugänglichen Ozean zu erforschen und seine Dynamik sowie sein Potenzial für Bewohnbarkeit besser zu verstehen.
Die Magnetosphäre von Ganymed (gelbe Linien) resultiert aus einem magnetischen Gleichgewicht zwischen ihrem inneren Dynamo, erzeugt durch ihren metallischen Kern, dem Magnetfeld des Jupiter und den durch ihren unterirdischen Ozean induzierten Wechselwirkungen Ganymed, der größte Mond des Jupiter und des Sonnensystems, verbirgt unter einer dicken Eisschicht einen riesigen Ozean aus Salzwasser. Seit Jahrzehnten vermuten Wissenschaftler seine Existenz, aber seine Erforschung bleibt schwierig, da er für direkte Beobachtungen völlig unzugänglich ist.
In einer in
Geophysical Research Letters veröffentlichten Studie zeigen Forscher des IPGP und des CNRS, dass es möglich wäre, diesen Ozean besser kennenzulernen, dank der schwachen magnetischen Störungen, die er erzeugt. Ihre Arbeiten deuten darauf hin, dass die Bewegungen, die die Tiefenwasser von Ganymed durchziehen, eine aus dem Weltraum nachweisbare Signatur hinterlassen.
Wenn der Ozean einen magnetischen Fußabdruck hinterlässt
Der Ozean von Ganymed wäre von Konvektionsbewegungen angetrieben, die mit dem Wärmetransport in seinem Inneren zusammenhängen. Diese Strömungen bewegen ein wahrscheinlich reich an gelösten Salzen und daher elektrisch leitfähiges Wasser.
Wenn sich dieses leitfähige Fluid im Magnetfeld von Ganymed bewegt, kann es elektrische Ströme erzeugen, die wiederum ein schwaches Magnetfeld hervorbringen. Um dieses Phänomen zu bewerten, kombinierten die Forscher Simulationen der Ozeanzirkulation mit magnetischen Modellen, die an die besonderen Bedingungen dieses Jupitermonds angepasst sind.
Ihre Ergebnisse zeigen, dass das erzeugte Signal sehr schwach bleibt, aber dennoch ein Niveau erreichen könnte, das mit heutigen Instrumenten nachweisbar ist. Die Intensität des Signals hängt insbesondere von der Tiefe des Ozeans, seinem Salzgehalt und der Geschwindigkeit der ihn durchströmenden Strömungen ab.
Über die bloße Entdeckung des Ozeans hinaus könnten diese magnetischen Signaturen auch Informationen über seine innere Struktur und darüber liefern, wie er Wärme transportiert.
Ein Ziel für die Juice-Mission
Diese Ergebnisse kommen zu einem Zeitpunkt, da die europäische Mission Juice (
Jupiter Icy Moons Explorer), die 2023 gestartet wurde, ihre Reise zum Jupiter fortsetzt. Vor Ort wird die Sonde mehrere Vorbeiflüge an Ganymed durchführen, bevor sie in eine Umlaufbahn um den Mond eintritt.
Zu den an Bord befindlichen Instrumenten gehört ein besonders empfindliches Magnetometer. Laut den Autoren der Studie könnte es in der Lage sein, die schwachen Signale zu erkennen, die von den in ihren Modellen simulierten ozeanischen Strömungen erzeugt werden.
Wenn diese Signatur tatsächlich beobachtet wird, würde sie ein neuartiges Mittel bieten, einen unter Hunderten von Kilometern Eis vergrabenen Ozean zu untersuchen. Allgemeiner könnte diese Methode genutzt werden, um andere Ozeanwelten des Sonnensystems zu erforschen, wie Europa oder einige Saturnmonde, die zu den vielversprechendsten Umgebungen für die Suche nach lebensfreundlichen Bedingungen gehören.
Quelle: IPGP