Europa ist der kleinste und massearme der vier Galileischen Monde des Jupiter und zugleich etwas kleiner und leichter als der Erdmond. Von außen klingt das unspektakulär. Im Inneren ist es alles andere als das: Unter seiner Eisschicht liegt ein Ozean mit einem geschätzten Volumen von 3x10^18 Kubikmetern – zwei- bis dreimal so viel wie alle Ozeane der Erde zusammen, verborgen unter einer Welt, die kaum größer ist als unser eigener Mond.
Dieser verborgene Ozean ist der Grund, warum Europa immer wieder auf den Kurzlisten möglicher Orte für Leben jenseits der Erde auftaucht. An der Oberfläche wirkt nichts lebendig – sie ist hell, kalt und von Rissen durchzogen –, doch das, was darunter liegt, veranlasst Wissenschaftler dazu, eigens Raumsonden zu bauen, um genauer nachzusehen.
Europa wurde am 8. Januar 1610 von Galileo Galilei entdeckt, zusammen mit den drei anderen großen Jupitermonden Io, Ganymed und Kallisto, und möglicherweise unabhängig davon auch vom Astronomen Simon Marius. Mehr als vier Jahrhunderte später gehört er immer noch zu den am genauesten beobachteten Zielen im Sonnensystem.
Ein kleiner Mond auf schneller, enger Umlaufbahn
Europa umkreist Jupiter in etwa 3,55 Tagen bei einem Bahnradius von rund 670.900 km – eine enge, schnelle Umlaufbahn im Vergleich zur Erde und ihrer Bahn um die Sonne. Mit einem Durchmesser von etwas über 3.100 km ist er der sechstgrößte Mond und der fünfzehntgrößte Körper im gesamten Sonnensystem – eine respektable Größe, aber bei weitem nicht der größte der vier Galileischen Jupitermonde.
Diese schnelle, enge Umlaufbahn ist wichtiger, als es zunächst scheint. Sie ist die Ursache für die Gezeitenkräfte, die Europas Inneres überhaupt erst warm genug halten, um flüssiges Wasser zu ermöglichen – bei jeder Runde um den Planeten wird der Mond durch Jupiters Schwerkraft gestaucht und gedehnt.
Ein Ozean, größer als alle Ozeane der Erde zusammen
Europa besitzt eine äußere Wasserschicht von rund 100 km Dicke, die sich in eine gefrorene Kruste an der Oberfläche und einen flüssigen Ozean darunter aufteilt. Diese flüssige Schicht kommt auf das Zwei- bis Dreifache des Volumens der Erdozeane – eine Wassermenge, die die unseres eigenen Planeten in den Schatten stellt, verpackt in einem Mond, der kleiner ist als der Erdmond.
Diesen Ozean bei Europas Abstand zur Sonne flüssig zu halten, erfordert echte Wärme, und die Oberfläche zeigt deutlich, wie wenig davon nach außen dringt: Die Oberflächentemperaturen liegen am Äquator im Schnitt bei etwa 110 K (-160 °C) und fallen an den Polen auf nur 50 K (-220 °C) – kalt genug, um die Eiskruste so hart wie Granit zu halten. Die Wärme, die den Ozean darunter am Leben hält, stammt aus den Gezeitenkräften tief im Inneren des Mondes, nicht von der Sonne.
Die glatteste Oberfläche im Sonnensystem
Europas Eiskruste hat eine Albedo von 0,64 – einen der höchsten Reflexionswerte aller Monde –, und anhand der Häufigkeit des Kometenbeschusses, dem sie ausgesetzt ist, wird die Oberfläche auf ein Alter von nur 20 bis 180 Millionen Jahren geschätzt – jung nach planetaren Maßstäben. Zudem fehlen dieser Oberfläche große Strukturen wie Berge oder Krater, wodurch Europa zum glattesten bekannten festen Körper im gesamten Sonnensystem wird.
Beide Fakten deuten auf dieselbe Ursache hin: eine aktive Oberfläche, die sich ständig erneuert – höchstwahrscheinlich, weil die Eisschale nicht starr mit dem verbunden ist, was darunter liegt. Eine vollständige Umdrehung von Europas äußerer Eisschale relativ zu ihrem Inneren dauert mindestens 12.000 Jahre – ein direkter Beleg dafür, dass die Schale praktisch unabhängig auf dem darunterliegenden Ozean schwimmt, statt fest mit Europas Gesteinskern verbunden zu sein.
Die dunklen Streifen, die Europas Oberfläche tatsächlich prägen und Lineae genannt werden, erzählen eine verwandte Geschichte. Die größten dieser Bänder sind mehr als 20 km breit, oft mit dunklen, diffusen Außenrändern, regelmäßigen Riffelungen und einem mittleren Band aus hellerem Material – Muster, die zu einer Kruste passen, die sich beim Driften immer wieder öffnet und neu zufriert.
Eine feindliche Umgebung, aber eine echte Atmosphäre
So nah an Jupiter zu liegen hat seinen Preis. Die ionisierende Strahlung an Europas Oberfläche entspricht einer Tagesdosis von etwa 5,4 Sievert – einer Menge, die bei einem Menschen nach einer einzigen 24-stündigen Belastung schwere Krankheit oder den Tod verursachen würde. Jeder künftige Lander wird eine ernsthafte Abschirmung benötigen, nur um lange genug zu überleben, um Daten zu sammeln.
Trotz dieser lebensfeindlichen Umgebung besitzt Europa eine echte, wenn auch extrem dünne Atmosphäre: eine Sauerstoffschicht, die sich bis in etwa 190 km Höhe über der Oberfläche erstreckt. Zudem erzeugt der Mond eine eigene, kleine Magnetosphäre mit rund 25 % der Stärke des benachbarten Ganymed – bescheiden, aber ausreichend, um zu beeinflussen, wie geladene Teilchen mit dem Mond wechselwirken.
Anzeichen für durchbrechendes Wasser
Der vielversprechendste Hinweis auf Europas Ozean stammt nicht von dem, was unter dem Eis liegt, sondern von dem, was gelegentlich daraus entweichen könnte. Im Jahr 2012 fing das Hubble-Weltraumteleskop ein Bild ein, das als Fontäne aus Wasserdampf nahe Europas Südpol interpretiert wurde und schätzungsweise bis zu 200 km über die Oberfläche reichte. Im Mai 2018 lieferten Astronomen weitere Belege für diese Fontänenaktivität, gestützt auf eine aktualisierte Analyse von Daten der Raumsonde Galileo, die Jupiter von 1995 bis 2003 umkreist hatte – Beweise, die in einem jahrzehntealten Datensatz verborgen lagen und erst mit neuen Analysemethoden zutage traten.
Galileo selbst hat eine bemerkenswerte Geschichte: Die Sonde wurde am 18. Oktober 1989 vom Spaceshuttle Atlantis in eine Erdumlaufbahn gebracht und erreichte am 7. Dezember 1995 Jupiter – als erste Raumsonde überhaupt, die einen äußeren Planeten umkreiste. Ihre Daten über Europa liefern noch mehr als zwei Jahrzehnte nach Missionsende neue Erkenntnisse.
Galileo war zudem nicht die erste Sonde, die Europa aus der Nähe sah. Die Erforschung des Mondes begann mit den Jupiter-Vorbeiflügen von Pioneer 10 und 11 in den Jahren 1973 und 1974, gefolgt von den beiden Voyager-Sonden im Jahr 1979, die weit detailliertere Bilder von Europas Eisoberfläche lieferten als alles zuvor.
Die nächste Mission ist bereits unterwegs
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Europa Clipper startete am 14. Oktober 2024 und ist die größte interplanetare Raumsonde, die die NASA je gebaut hat – eine Größenordnung, die zeigt, wie ernst die Behörde diesen Mond nimmt. Sie soll im April 2030 in die Jupiterumlaufbahn eintreten und ab März 2031 eine Reihe naher Vorbeiflüge an Europa beginnen, um gezielt die Eisschale und den darunterliegenden Ozean zu untersuchen.
Für einen Mond mit gerade einmal rund 13 % der Erdschwerkraft leistet Europa wissenschaftlich weit mehr, als man erwarten würde. Er ist kleiner als unser eigener Mond, von tödlicher Strahlung durchdrungen und an der Oberfläche in permanentem Tiefkühlzustand – und doch verbirgt er möglicherweise die beste Chance im Sonnensystem, abgesehen von der Erde, dass flüssiges Wasser irgendeine Form von Leben trägt.