Das James-Webb-Weltraumteleskop (JWST) hat beobachtet, wie der Saturnmond Enceladus eine riesige Wasserdampfwolke ausstößt, die weitaus größer ist als alles, was zuvor dort gesehen wurde. Diese riesige Wolke könnte die chemischen Bestandteile des Lebens enthalten, die unter der eisigen Oberfläche des Mondes hervorkommen.
Im Jahr 2005 entdeckte eine NASA-Raumsonde namens Cassini eisige Partikel, die aus dem unterirdischen Ozean von Enceladus durch Risse in der Mondoberfläche spritzten. JWST zeigt jedoch, dass das Material viel weiter sprüht als bisher angenommen – um ein Vielfaches tiefer in den Weltraum als Enceladus selbst.
„Es ist immens“, sagte Sara Faggi, Planetenastronomin am Goddard Space Flight Center der NASA in Greenbelt, Maryland, am 17. Mai auf einer Konferenz am Space Telescope Science Institute in Baltimore, Maryland. Nähere Angaben wollte sie nicht machen und verwies auf eine bald erscheinende wissenschaftliche Arbeit.
Seltene Meereswelt
Enceladus begeistert Astrobiologen, weil es eine der wenigen „Ozeanwelten“ im Sonnensystem ist und damit einer der besten Orte für die Suche nach außerirdischem Leben. Der salzige Ozean, der unter der äußeren Eisschicht von Enceladus liegt, ist ein möglicher Zufluchtsort für lebende Organismen, die durch chemische Energie an hydrothermalen Quellen am Meeresboden ernährt werden könnten.
Das Material, das aus Enceladus herausspritzt, hauptsächlich durch Brüche, die als Tigerstreifen um den Südpol des Mondes bekannt sind, ist eine direkte Verbindung zu diesem potenziellen außerirdischen Ökosystem. Die von Cassini gesehenen Wolken enthielten Kieselsäurepartikel, die wahrscheinlich durch aufgewirbelte Flüssigkeiten vom Meeresboden nach oben getragen wurden 1 . Cassini flog viele Male durch die Wolken von Enceladus und maß Eiskörner und lebensfreundliche Chemikalien wie Methan, Kohlendioxid und Ammoniak.
Aber erst JWST, ein 1,5 Millionen Kilometer von der Erde entferntes Teleskop, entdeckte etwas, das Cassini von seinem Sitz am Ring aus nicht sehen konnte. Während Cassini Eiskörner erkennen konnte, die sich nicht weit von der Oberfläche entfernen, verfügt JWST über eine breitere Perspektive und empfindliche Instrumente, die schwache Gassignale rund um Enceladus erfassen können.
Enceladus auf einen Blick
Am 9. November 2022 warf JWST einen kurzen Blick auf Enceladus. Nur 4,5 Minuten an Daten brachten die enorme, sehr kalte Wasserdampfwolke zum Vorschein.
Das kommende Papier werde quantifizieren, wie viel Wasser herausspritzt und welche Temperatur es hat, sagte Faggi. Aber die Wolke hat wahrscheinlich eine geringe Dichte und ähnelt eher einer diffusen, kalten Wolke als einem feuchten Sprühnebel. Das sind keine guten Neuigkeiten für alle, die Proben aus der Wolke entnehmen und darauf hoffen, Leben zu finden, da die Lebenszeichen möglicherweise zu spärlich sind, um entdeckt zu werden 2 . Eiskörner, die Cassini viel näher an Enceladus gesehen hat, weisen mit größerer Wahrscheinlichkeit hohe Konzentrationen organischer Partikel auf, sagt Shannon MacKenzie, Planetenforscherin am Applied Physics Laboratory der Johns Hopkins University in Laurel, Maryland.Wissenschaftler haben eine neue Art von Eis hergestellt, das möglicherweise auf fernen Monden existiert
JWST analysierte auch das Spektrum des von Enceladus reflektierten Sonnenlichts und fand Hinweise auf viele Chemikalien, darunter Wasser und möglicherweise andere Verbindungen, die auf geologische oder biologische Aktivität im Ozean des Mondes hinweisen könnten. „Wir haben noch viele weitere Überraschungen“, sagte Faggi.
Forscher planen bereits, wie die Entdeckung weiterverfolgt werden soll. Letzte Woche veröffentlichten die JWST-Organisatoren eine Liste der Beobachtungen, die in der zweiten Betriebsrunde des Teleskops gemacht werden sollen – und sie enthält ein weiteres Projekt zur Untersuchung von Enceladus. Diese Arbeit wird Enceladus sechsmal länger untersuchen als die erste JWST-Studie und darauf abzielen, chemische Verbindungen zu finden, die mit der Bewohnbarkeit in Zusammenhang stehen, wie etwa organische Verbindungen und Wasserstoffperoxid.
Siehe unter: James Webb Beobachtungen Cycle 2/GO 4320.
Christian Dauck
„Die neue Beobachtung wird uns unsere bisher beste Chance bei der Suche nach Bewohnbarkeitsindikatoren an der Oberfläche geben“, sagt Projektleiter Christopher Glein, Geochemiker am Southwest Research Institute in San Antonio, Texas.
Monderkundender Schlangenroboter
Die Ergebnisse des JWST liefern weiteren Grund für eine mögliche NASA-Mission nach Enceladus, um dort nach Lebenszeichen zu suchen. Zu den in Betracht gezogenen Vorschlägen gehört eine „Orbilander“-Mission, die den Mond eineinhalb Jahre lang umkreisen soll, bevor sie an seinem Südpol landet. Ein weiterer Vorschlag sieht die Entwicklung eines autonomen Schlangenroboters vor, der unter dem Eis von Enceladus hindurchgleiten könnte, um den Ozean zu erkunden.
Auch andere Eismonde im Sonnensystem erregen die Aufmerksamkeit des JWST. Auf der Konferenz berichtete Geronimo Villanueva, ein Planetenforscher in Goddard, dass das Teleskop Kohlendioxid auf dem Jupitermond Europa entdeckt habe. Das begeistert Wissenschaftler, denn Kohlenstoff und Sauerstoff sind Schlüsselbausteine für das Leben auf der Erde. Die NASA startet nächstes Jahr eine Mission nach Europa, um diese Meereswelt genauer zu erkunden. „Dies ist definitiv eine neue Ära in der Erforschung des Sonnensystems“, sagte Villanueva.
Quelle:https://www.nature.com/articles/d41586-023-01666-x
doi: https://doi.org/10.1038/d41586-023-01666-x
James Webb Beobachtungen Cycle 1 Start July 1, 2022
GTO 1250
Fri May 19 17:37:48 GMT 2023
Principal Investigator: Geronimo Villanueva
PI Institution: NASA Goddard Space Flight Center
Investigators (xml)
Title: Probing the sub-surface oceans of Europa and Enceladus with JWST
Cycle: 1
Allocation: 10.4 hours allocation change history
Program Status: Program has been Completed
Program Coordinator: Weston Eck
MIRI Reviewer: Misty Cracraft
NIRCAM Reviewer: Bryan Hilbert
NIRSPEC Reviewer: Tracy Beck
Quelle: https://www.stsci.edu/jwst/science-execution/program-information.html?id=1250
Dear Christian,
Email an Christian Dauck
The observations are now being planned to take place in October, November and in December. Several orbitalrestrictions and observatory operational and scheduling restrictions will define on which specific dates the differentobserving blocks will take place.
At this stage, the MRS observations are not being planned, and will take place once the issues with the instrumentare resolved.
Best,
Geronimo
James Webb Beobachtungen Cycle 2 Start July 1, 2023
GO 4320
Fri May 19 17:48:41 GMT 2023
Principal Investigator: Christopher Glein
PI Institution: Southwest Research Institute
Investigators (xml)
Title: Seeking New Clues to the Habitability and Plume Activity of the Ocean World Enceladus using JWST-NIRSpec
Cycle: 2
Allocation: 3.5 hours
Exclusive Access Period: 12 months
Program Status: Implementation
Program Coordinator: Weston Eck
NIRSPEC Reviewer: Patrick Ogle
Quelle https://www.stsci.edu/jwst/science-execution/program-information.html?id=4320
We propose to make the first measurements of Enceladus’s leading hemisphere with JWST-NIRSpec. These data are needed to test results from Cassini, to put them in greater context, and to support a path between the Cassini era of Enceladus exploration and the next stage of spacecraft exploration. Enceladus has dazzled the science community and the public alike, and is among the highest-priority targets in the solar system as affirmed by the recently released Decadal Survey. Yet, important questions remain pertaining to the habitability of its ocean and its plume activity, despite Cassini’s in-depth investigations and JWST’s previous fleeting glimpse of the trailing hemisphere.
questions:
Are ocean-derived materials relatively abundant on Enceladus’s surface?
Are carbon-bearing compounds relatively abundant on Enceladus’s surface?
Are strong oxidants relatively abundant on Enceladus’s surface?
Do Enceladus’s gas plume and torus exhibit variability?
Sensitive searches for key signatures of indicator molecules (carbonate salts, ammonia, CO2, CH-organics, hydrogen peroxide, and water vapor in the range 1.66-5.1 µm) that strike at the heart of these questions will be performed using NIRSpec’s integral field unit with G235H and G395M gratings. Much longer exposures, driven by the need to detect CO2, will provide a substantial boost in SNR, which is one of several advancements
over the previous GTO observation of Enceladus. By providing access to required spectral regions that are opaque or compromised from the ground, JWST will enable the next breakthrough in our understanding of Enceladus, which otherwise may not happen for at least 20 years.
Christian Dauck 