Die galileischen Monde wie Europa oder Ganymed faszinieren seit Jahrzehnten. Unter ihrer eisigen Oberfläche verbergen sich flüssige Ozeane, die als günstig für die Entstehung von Lebensformen gelten. Diese Umgebungen sind für Forscher besonders interessant, da sie Wasser, Energie und komplexe Chemie kombinieren.
Staubkörner durchqueren verschiedene bestrahlte Zonen in einer protoplanetaren Scheibe, was ihre chemische Zusammensetzung beeinflusst.
Bildnachweis: CNRS-INSU
Im Zentrum dieser Chemie spielen komplexe organische Moleküle eine Schlüsselrolle. Sie bestehen hauptsächlich aus Kohlenstoff, Sauerstoff und Stickstoff und gelten als Bausteine der präbiotischen Chemie. Ihre Präsenz im Sonnensystem ist nicht neu, da sie bereits auf Enceladus, einem Mond des Saturn, identifiziert wurden.
Eine Studie zeigt, dass diese Moleküle auch direkt an der Entstehung der Jupitermonde beteiligt gewesen sein könnten. Ein internationales Team, zu dem auch Forscher des CNRS Terre & Univers gehören, stützte sich auf fortschrittliche numerische Modelle, um diese alten Prozesse nachzuvollziehen.
Die Wissenschaftler simulierten die Entwicklung des protosolaren Nebels, der Gas- und Staubwolke, aus der die Sonne und die Planeten entstanden. Sie modellierten auch die zirkumjoviale Scheibe, eine ähnliche Struktur, die Jupiter während seiner Entstehung umgab und aus der seine Monde hervorgingen.
Ihr Ansatz berücksichtigt ein oft unterschätztes Element: die Bewegung der Staubkörner. Diese Partikel wandern sowohl radial als auch vertikal und durchqueren dabei Zonen mit unterschiedlich intensiver ultravioletter Strahlung. Diese unterschiedliche Exposition beeinflusst die chemischen Reaktionen auf ihrer Oberfläche stark.
Die Simulationen zeigen, dass mit Eis bedeckte Körner, wie Methanol oder Mischungen aus Kohlendioxid und Ammoniak, unter der kombinierten Wirkung von Erwärmung und UV-Strahlung komplexe organische Moleküle produzieren können. Laborversuche haben bestätigt, dass diese Bedingungen ihre Bildung begünstigen.
Durch den Abgleich ihrer Ergebnisse mit experimentellen Daten schätzen die Forscher, dass ein bemerkenswerter Anteil dieser Moleküle in das Material eingebaut wurde, aus dem die galileischen Monde entstanden. Mit anderen Worten: Diese Himmelskörper könnten bereits bei ihrer Entstehung eine ausgefeilte organische Chemie geerbt haben.
Diese Entdeckung verstärkt das Interesse an diesen Monden, die bereits von den Missionen JUICE und Europa Clipper anvisiert werden. Diese Sonden könnten diese Verbindungen direkt nachweisen und ihre Verteilung besser verstehen. Eine solche Bestätigung würde wertvolle Hinweise auf das biologische Potenzial dieser Umgebungen liefern.