News: Ios salzhaltige Atmosphäre
Der Jupitermond Io ist von einer fahrradschlauchähnlichen Struktur aus ionisierten Gasen umgeben. Hier fanden sich vor einer Weile auch Natrium- und Chloridionen, über deren Ursprung nur spekuliert werden konnte. Jetzt wiesen Forscher in der Atmosphäre Ios gasförmiges Natriumchlorid nach, das offenbar von Vulkanen ausgestoßen wird.
© PIRL/University of Arizona (Ausschnitt)
Fast 30 Jahre ist es nun schon her, dass Robert Brown, der heute am Space Telescope Science Institute in Baltimore forscht, einen selbstgebauten Spektrografen ausprobieren wollte, das Gerät auf den Jupitermond Io richtete und in dessen Umfeld eine rätselhafte Entdeckung machte: ungewöhnliche und überaus kräftige Emissionslinien von Natrium.
Fünf Jahre später, im Jahr 1979, funkte schließlich die Raumsonde Voyager 1 die ersten, sensationellen Bilder von Io zur Erde. Auf der schwefelig gelben Oberfläche des Jupitermondes zeigten sich acht aktive Vulkane und zahlreiche Geysire, und die Atmosphäre war angefüllt mit Schwefeldioxid.
Somit gehörte der Jupitermond Io zu den unwirtlichsten, aber wissenschaftlich turbulentesten Orten in unserem Sonnensystem. Denn der innerste der vier Galileischen Trabanten kreist so eng um den Riesenplaneten, dass er von dessen Gezeitenkräften permanent deformiert wird. Die Folge: Io heizt sich dermaßen auf, dass er in seinem Inneren schmilzt und die Magmen mehrere große Vulkane auf der Oberfläche Vulkane nähren, deren Gase und Auswurfmassen einige hundert Kilometer hoch geschleudert werden.
Rund zwei Tonnen davon verlassen sogar in jeder Sekunde das Schwerefeld des Mondes und reichern sich in seiner Magnetosphäre an, wo sie einen Plasmatorus bilden, eine fahrradschlauchähnliche Struktur, in der das Schwefeldioxid ionisiert und in Schwefel- und Sauerstoffionen aufgebrochen wird. Und hier, so stellte sich bald heraus, fand sich auch das Natrium, das Robert Brown einige Jahre zuvor mit seinem Spektrografen nachgewiesen hatte.
Spätestens jetzt deutete alles darauf hin, dass auch das Natrium vulkanischen Ursprungs ist, und verschiedene Modellrechnungen legten sogar den Schluss nahe, dass es ursprünglich - zusammen mit Chlor - in Gestalt von gasförmigem Kochsalz von 1000 bis 2000 Kelvin heißen Vulkanen ausgestoßen wurde. Ein Verdacht, der neue Nahrung erhielt, als Michael Küppers and Nicholas Schneider von der University of Colorado im Jahr 2000 in jenem Torus auch Chloridionen nachwiesen.
Nun waren zwar im Torus von Io Natrium- und Chloridionen nachgewiesen worden, der Zusammenhang zwischen beiden jedoch nicht. Wenn sie tatsächlich Produkte der Ionisation von Natriumchlorid mit Ursprung in der Atmosphäre sind, so müsste sich das gasförmige und nicht ionisierte Salz ebendort auch auffinden lassen. Seit einiger Zeit schon fahndeten Forscher unter der Leitung von Emmanuel Lellouch vom Observatoire de Paris in Meudon deshalb nach entsprechenden spektralen Hinweisen. Jetzt endlich konnten sie solche aufspüren, und zwar mithilfe des 30-m-IRAM-Radioteleskops des Institut de Radio-Astronomie Millimétrique in der Nähe der spanischen Stadt Granada.
Zwei deutliche Linien lieferten den Beweis: Die Atmosphäre des Jupitermonds enthält gasförmiges Natriumchlorid - und zwar in Gestalt von wolkenartigen Konzentrationen. Diese ungleiche Verteilung spricht nach Ansicht der Forscher für den vulkanischen Ursprung, spiegelt sie doch die regional unterschiedliche vulkanische Aktivität wider. Auch das vulkanische Schwefeldioxid kommt übrigens in solchen Wolken vor. Ein Teil dieses gasförmigen Kochsalzes dürfte demnach bis in den Torus geblasen werden, wo es schließlich in seine Bestandteile ionisiert wird.
Robert Brown, der seinerzeit so zufällig auf das Natrium im Torus Ios gestoßen war, hat nie verstanden, warum seine simple Entdeckung nicht schon 30 Jahre zuvor gemacht wurde. Noch weniger ahnte er wohl, dass es noch einmal fast 30 Jahre dauern sollte, bis die Wissenschaftler das Rätsel, das er ihnen aufgab, lösen würden.
Fünf Jahre später, im Jahr 1979, funkte schließlich die Raumsonde Voyager 1 die ersten, sensationellen Bilder von Io zur Erde. Auf der schwefelig gelben Oberfläche des Jupitermondes zeigten sich acht aktive Vulkane und zahlreiche Geysire, und die Atmosphäre war angefüllt mit Schwefeldioxid.
Somit gehörte der Jupitermond Io zu den unwirtlichsten, aber wissenschaftlich turbulentesten Orten in unserem Sonnensystem. Denn der innerste der vier Galileischen Trabanten kreist so eng um den Riesenplaneten, dass er von dessen Gezeitenkräften permanent deformiert wird. Die Folge: Io heizt sich dermaßen auf, dass er in seinem Inneren schmilzt und die Magmen mehrere große Vulkane auf der Oberfläche Vulkane nähren, deren Gase und Auswurfmassen einige hundert Kilometer hoch geschleudert werden.
Rund zwei Tonnen davon verlassen sogar in jeder Sekunde das Schwerefeld des Mondes und reichern sich in seiner Magnetosphäre an, wo sie einen Plasmatorus bilden, eine fahrradschlauchähnliche Struktur, in der das Schwefeldioxid ionisiert und in Schwefel- und Sauerstoffionen aufgebrochen wird. Und hier, so stellte sich bald heraus, fand sich auch das Natrium, das Robert Brown einige Jahre zuvor mit seinem Spektrografen nachgewiesen hatte.
Spätestens jetzt deutete alles darauf hin, dass auch das Natrium vulkanischen Ursprungs ist, und verschiedene Modellrechnungen legten sogar den Schluss nahe, dass es ursprünglich - zusammen mit Chlor - in Gestalt von gasförmigem Kochsalz von 1000 bis 2000 Kelvin heißen Vulkanen ausgestoßen wurde. Ein Verdacht, der neue Nahrung erhielt, als Michael Küppers and Nicholas Schneider von der University of Colorado im Jahr 2000 in jenem Torus auch Chloridionen nachwiesen.
Nun waren zwar im Torus von Io Natrium- und Chloridionen nachgewiesen worden, der Zusammenhang zwischen beiden jedoch nicht. Wenn sie tatsächlich Produkte der Ionisation von Natriumchlorid mit Ursprung in der Atmosphäre sind, so müsste sich das gasförmige und nicht ionisierte Salz ebendort auch auffinden lassen. Seit einiger Zeit schon fahndeten Forscher unter der Leitung von Emmanuel Lellouch vom Observatoire de Paris in Meudon deshalb nach entsprechenden spektralen Hinweisen. Jetzt endlich konnten sie solche aufspüren, und zwar mithilfe des 30-m-IRAM-Radioteleskops des Institut de Radio-Astronomie Millimétrique in der Nähe der spanischen Stadt Granada.
Zwei deutliche Linien lieferten den Beweis: Die Atmosphäre des Jupitermonds enthält gasförmiges Natriumchlorid - und zwar in Gestalt von wolkenartigen Konzentrationen. Diese ungleiche Verteilung spricht nach Ansicht der Forscher für den vulkanischen Ursprung, spiegelt sie doch die regional unterschiedliche vulkanische Aktivität wider. Auch das vulkanische Schwefeldioxid kommt übrigens in solchen Wolken vor. Ein Teil dieses gasförmigen Kochsalzes dürfte demnach bis in den Torus geblasen werden, wo es schließlich in seine Bestandteile ionisiert wird.
Robert Brown, der seinerzeit so zufällig auf das Natrium im Torus Ios gestoßen war, hat nie verstanden, warum seine simple Entdeckung nicht schon 30 Jahre zuvor gemacht wurde. Noch weniger ahnte er wohl, dass es noch einmal fast 30 Jahre dauern sollte, bis die Wissenschaftler das Rätsel, das er ihnen aufgab, lösen würden.
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