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Neue Webb-Beobachtung legt verborgenen Ozean auch auf Uranus-Mond Ariel nahe

Mosaikaufnahme des Uranus-Mondes Ariel aufgenommen während des Vorbeifluges der NASA-Sonde „Voyager 2“ im Januar 1986.Copyright: NASA/Jet Propulsion Laboratory
Mosaikaufnahme des Uranus-Mondes Ariel aufgenommen während des Vorbeifluges der NASA-Sonde „Voyager 2“ im Januar 1986.
Copyright: NASA/Jet Propulsion Laboratory

Laurel (USA) – Zahlreiche Monde um Planeten im äußeren Sonnensystem verbergen unter einem meist kilometerdicken Eismantel Ozeane flüssigen Wassers, in denen auch Leben entstanden sein könnte. Neueste Beobachtungen des James-Webb-Weltraumteleskops legen nun einen solchen verborgenen Ozean auch auf dem Uranus-Mond Ariel nahe.

Im The Astrophysical Journal Letters“ (DOI: 10.3847/2041-8213/ad566a) berichtet das Team um Richard Cartwright vom Applied Physics Laboratory (APL) an der Johns Hopkins University von seinen neusten Beobachtungen des Uranus-Systems mit dem James-Webb-Space-Telescope (JWST). Hierbei detektierten sie bedeutende Mengen Kohlenstoffmonoxid und Kohlenstoffdioxideis (Trockeneis), das die Oberfläche des Mondes, insbesondere aber jene Hemisphäre bedeckt, die der Bahn des Mondes um seinen Planeten vorausweist. „Dieser Umstand überrascht, denn selbst in den eisigen Bereichen des Uranus-Systems – 20-mal weiter von der Sonne entfernt als die Erde – verwandelt sich Kohlendioxid leicht in Gas und entweicht ins All“, erläutert die APL-Pressemitteilung.

Entsprechend scheint es eine fortwährende Quelle für das CO2 auf der Oberfläche von Ariel zu geben. Während einige Wissenschaftler und Wissenschaftlerinnen vermuten, dass es sich hierbei um eine Wechselwirkung zwischen der Mondoberfläche und geladenen Teilchen der Uranus-Magnetosphäre (sog. Radiolyse) handelt, innerhalb derer Moleküle durch ionisierenden Strahlung aufgebrochen werden, favorisiert das Team um Cartwright derzeit eine alternative Theorie.

Laut dieser stammen das Kohlenstoffdioxid und andere Moleküle aus dem Inneren von Ariel und hier vermutlich aus einem verborgenen flüssigen Ozean unter der eisigen Kruste. Anhand von Simulationen der Webb-Messungen um Labor erkannten die Forschenden zudem, dass Ariel zu jenen Himmelskörpern mit den reichhaltigsten CO2-Ablagerungen im Sonnensystem zählt. Zudem konnten die Forscher und Forscherinnen auch erstmals eindeutige und klare Signale von Kohlenstoffmonoxid detektieren.

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„Es sollte einfach nicht dort sein. Man muss auf 30 Kelvin [ca. minus 242.78 Grad Celsius] herunterkommen, bevor Kohlenmonoxid stabil ist“, erklärt Cartwright und führt dazu weiter aus: „Die Oberflächentemperatur von Ariel liegt im Durchschnitt hingegen bei etwa 18 Grad Celsius darüber. Das Kohlenmonoxid muss also aktiv nachgefüllt werden, daran besteht kein Zweifel.“ Allerdings zeigen weitere Laborexperimente, dass Radiolyse weiterhin für einen Teil dieser Auffüllung verantwortlich sein könnte. Diese haben gezeigt, dass die Bestrahlung von Wassereis, das mit kohlenstoffreichem Material vermischt ist, sowohl Kohlendioxid als auch Kohlenmonoxid produzieren kann. „Somit kann die Radiolyse eine Quelle für die Nachlieferung sein und den reichen Überfluss beider Moleküle auf der nachlaufenden Hemisphäre von Ariel erklären könnte.“

Schon zuvor deuteten die Oberflächenmerkmale von Ariel, mit ihren schlitzartigen Canyons, sich kreuzenden Rillen und glatten Stellen, die vermutlich von kryovulkanischen Ausbrüchen stammen, daraufhin, dass der Uranus-Mond aktiv war oder immer noch aktiv sein könnte.

Weiterhin bleiben viele Fragen zur Uranischen Magnetosphäre und dem Ausmaß ihrer Wechselwirkungen mit den Monden des Planeten offen. Schon während des Vorbeiflugs von Voyager 2 an Uranus vor fast 40 Jahren vermuteten Wissenschaftler, dass solche Wechselwirkungen begrenzt sein könnten, da die Magnetfeldachse von Uranus und die Umlaufbahn seiner Monde um etwa 58 Grad zueinander versetzt sind.

Stattdessen könnten die meisten der Kohlenstoffoxide aus chemischen Prozessen stammen, die in einem Wassermeer unter Ariels eisiger Oberfläche stattfanden (oder immer noch stattfinden) und durch Risse in der eisigen Kruste des Mondes oder möglicherweise sogar durch eruptive Fontänen entweichen.

Darüber hinaus deuten die neuen spektroskopischen Beobachtungen mit dem JWST darauf hin, dass die Ariel-Oberfläche möglicherweise auch Karbonatminerale beherbergt – Salze, wie sie nur durch die Interaktion von flüssigem Wasser mit Gestein entstehen können.

„Wenn unsere Interpretation dieses Karbonatmerkmals korrekt ist, dann ist das ein ziemlich bedeutendes Ergebnis, weil es bedeutet, dass es im Inneren entstanden sein muss,“ sagt Cartwright. „Das ist etwas, das wir unbedingt überprüfen und bestätigen müssen, entweder durch zukünftige Beobachtungen, Modellierungen oder eine Kombination von Techniken.“

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Recherchequelle: Johns Hopkins University

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Andreas Müller
Fachjournalist Anomalistik | Autor | Publizist
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