Neue Veröffentlichungen über den Nachweis von organischem Material im salzigen Eis von Ozeanwelten
News vom 06.09.2023
Europa und Enceladus, zwei Eismonde von Jupiter bzw. Saturn, haben unter ihrer Eisoberfläche Wasserozeane. Diese Ozeane sind reich an Salzen, die durch Wechselwirkungen zwischen ozeanischem Wasser und Gestein am Meeresboden entstehen. Enceladus wurde von der Cassini-Mission erforscht, und eines der Instrumente, der Cosmic Dust Analyzer (CDA), ermöglichte den Nachweis dieser Salze auf den Eiskörnern eines Plumes, der Wasser aus dem Ozean in große Höhen schleuderte. Es wurde auch organisches Material in diesen Eiskörnern entdeckt, darunter einige komplexe große Moleküle. Leider war die Auflösung des CDA-Instruments zu gering um dieses organische Material zu bestimmen und festzustellen, ob es von Lebensformen aus dem Ozean stammt, vielleicht an hydrothermalen Schloten ähnlich denen auf der Erde.
Die NASA-Mission Europa Clipper wird im nächsten Jahr starten und den Mond Europa in der Nähe des Jupiters im Jahr 2030 erreichen. Das Nachfolgeinstrument des Cosmic Dust Analyzer wird an Bord sein und SUrface Dust Analyzer (SUDA) heißen. SUDA hat eine viel bessere Auflösung und kann organisches Material und Salze auf Eiskörnern, die von der Oberfläche Europas ausgeworfen werden und indirekt aus dem Ozean stammen, erkennen und charakterisieren. Sowohl SUDA als auch CDA sind Massenspektrometer, mit denen man die Eiskörner analysieren, und die darin enthaltenen Moleküle identifizieren kann.
Im Labor der Forschungsgruppe Planetologie an der FUB wird ein analoges Experiment namens LILBID (Laser Induced Liquid Beam Ion Desorption) verwendet, um sowohl die CDA- als auch die SUDA-Instrumente zu kalibrieren und ihre Daten unter bekannten Bedingungen zu reproduzieren. So können die Ergebnisse von Weltraummissionen besser interpretiert werden. Kürzlich hawurden analoge Experimente mit LILBID durchgeführt, um die Daten zu simulieren die SUDA bei der Analyse von Eiskörnern aus Europa beobachten könnte, Eiskörner die sowohl reich an organischen Stoffen als auch an Salzen sind.
Dabei wurde gezeigt dass SUDA in der Lage ist, organische Stoffe trotz der Salze (die die Massenspektren verkomplizieren und das Signal der organischen Stoffe stark abschwächen können) zu erkennen. Die mit LILBID aufgezeichneten Massenspektren werden in einer Datenbank gesammelt, die für die Suche nach organischen Stoffen in den Eiskörnern von Europa verwendet werden soll und dazu beitragen könnte, molekulare Spuren von Leben im Ozean zu finden.