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In der kalten Dämmerung der äußeren Grenzen unseres Sonnensystems herrscht der gebänderte Gigant Jupiter. Jupiter ist bei weitem der größte Nachwuchs unserer Sonne - und es ist eine schreckliche Welt, die möglicherweise ein binärer Begleiter unserer Sonne geworden ist und das Leben auf der Erde unmöglich macht. Aber zum Glück für uns hat Jupiter es einfach versäumt, eine ausreichende Masse zu erreichen, um seine nuklearen Sternbrände anzuzünden, und begann stattdessen zu schrumpfen. Unter den vielen Monden Jupiters sticht die eisige kleine Mondwelt Europa in der Menge hervor und singt eine faszinierende Sirene. Lied für Astronomen, die nach möglichem Leben jenseits der Erde suchen. Das liegt daran, dass dieser gefrorene kleine Mond, der von seiner zerbrochenen, zerschmetterten und chaotischen Eiskruste profitiert, einen glatten Ozean von lebenserhaltendem flüssigem Wasser verbergen kann. Wo flüssiges Wasser existiert, besteht die Möglichkeit - wenn auch keineswegs das Versprechen -, dass das Leben, wie wir es kennen, auch existieren kann. Im Mai 2018 gab ein Team von Wissenschaftlern bekannt, dass sie nach einer erneuten Prüfung der Daten einer alten Mission neue Erkenntnisse gewonnen haben, die darauf hindeuten, dass Europa möglicherweise die richtigen Zutaten zur Unterstützung des Lebens hat. Die Daten liefern starke unabhängige Beweise dafür, dass die Mondwelten Unter der Oberfläche befindliches flüssiges Wasserreservoir kann sein Vorhandensein offenbaren, indem Wasserdampfschwaden über Europas rissiger Eisschale abgelassen werden.

Von der NASA gesammelte Daten Galileo-Raumschiff 1997 wurden sie von Wissenschaftlern unter Verwendung neuer und fortschrittlicherer Supercomputermodelle erneut untersucht, um ein faszinierendes Rätsel zu lösen. Dieses Rätsel dreht sich um eine seltsame lokalisierte Bande im Magnetfeld von Europa, die bis jetzt ungeklärt blieb. Frühere ultraviolette Bilder von NASAs Hubble-Weltraumteleskop (HST) 2012 deutete dies auf das Vorhandensein von Federn hin, aber in dieser neuen Studie wurden Daten verwendet, die viel näher an der Quelle gesammelt wurden, und es wird davon ausgegangen, dass dies eine starke Bestätigung für die Existenz von Wasserdampf-Federn ist, die aus Europa herausschießen eierschalenartige Eiskruste. Die neuen Entdeckungen erscheinen in der Ausgabe des Journals vom 14. Mai 2018 Natur.

Die Studie wurde von Dr. Xianzhe Jia, einem Weltraumphysiker an der Universität von Michigan in Ann Arbor und Hauptautor der Natur Artikel. Dr. Jia ist auch Co-Ermittler für zwei Instrumente, die die lange und verräterische Reise an Bord der kommenden sein werden Europa Clipper. Das geplante Europa Clipper soll die potenzielle Bewohnbarkeit Europas erkunden.

"Die Daten waren da, aber wir brauchten eine ausgefeilte Modellierung, um die Beobachtung zu verstehen", erklärte Dr. Jia in einem Bericht der NASA vom 14. Mai 2018 Pressemitteilung des Jet Propulsion Laboratory (JPL). Das JPL befindet sich in Pasadena, Kalifornien.

Jupiters eisiger und mysteriöser Wassermond

Galileo Galilei entdeckte Europa im Januar 1610 zusammen mit drei anderen jovianischen Monden . Dieses Quartett großer Monde - Io, Europa, Ganymede und Callisto - wurde gemeinsam benannt Galiläische Monde zu Ehren ihres Entdeckers.

In einer klaren, sternenhellen Winternacht stieg Galilei auf das Dach seines Hauses in Padua und entdeckte die vier Monde, die seinen Namen tragen. Er benutzte dazu nur ein kleines und primitives "Fernglas" - eines der ersten Teleskope, die für astronomische Zwecke eingesetzt wurden. In der Vergangenheit war dies auch das erste Mal, dass ein Mond auf einer anderen Umlaufbahn als unserer entdeckt wurde. Sowohl Ganymed als auch Callisto bestehen aus Eis und Gestein, und Ganymed gilt als der größte Mond in unserem Sonnensystem. Io unterscheidet sich von seinen drei Galiläisch Geschwister, weil es ein kleiner Mond mit höllischen Eigenschaften ist. Die bunte Oberfläche des kleinen Vulkans wurde mit einer "Peperoni-Pizza" verglichen - vernarbt, fleckig und von ausbrechenden, heftigen und feurigen Vulkanen befleckt. Es ist auch mit Schwefel gut ausgestattet.

Galilei machte am 7. Januar 1610 die erste gemeldete Entdeckung von Io und Europa. Während dieser ersten Beobachtung der beiden Monde konnte er Io und Europa jedoch nicht in zwei getrennte Einheiten trennen. Dies liegt an den geringen Vergrößerungsmöglichkeiten seines primitiven Teleskops. Aus diesem Grund schien das Duo nur ein einzelner Lichtpunkt zu sein. Am nächsten Tag wurden Io und Europa zum ersten Mal als eigenständige kleine, ferne Monde beobachtet, als Galileo sein Studium des Jupitersystems fortsetzte. Das Quartett von Galiläische Monde Möglicherweise wurde es vom deutschen Astronomen Simon Marius (1573-1625) selbstständig verworfen.

Es wird angenommen, dass die Mondwelt Europa einen felsigen Mantel und einen Eisenkern sowie den unterirdischen Ozean aus Salzwasser enthält, der durch die eisige Schale fließt. Europa ist weit genug von der schmelzenden Hitze unseres Sterns entfernt, um die Oberfläche seines unterirdischen Ozeans zugefroren zu halten und so seine zersplitterte Eiskruste zu erzeugen. Es gibt auch ein mysteriöses dunkelrotbraunes Material, das entlang der zahlreichen Brüche in Europa auftaucht - sowie fleckige Regionen, die seine Oberfläche vernarben. Dieses dunkelrotbraune Material wurde noch nicht identifiziert - aber es wird möglicherweise jemals ein Überraschungspaket voller Hinweise auf das Potenzial dieses fernen Mondes als bewohnbare kleine Welt enthüllen.

Zum Zeitpunkt ihrer Entdeckung durcheinandergebrachte Regionen der Eisstörung auf Europa, passend genannt das Chaos Terrains , galten als exotische Gebiete mysteriöser Herkunft. Es wird jedoch derzeit angenommen, dass die Chaos Terrains wurden als Ergebnis der Solshing-Bewegungen des globalen unterirdischen Ozeans Europas mit flüssigem Wasser gebildet, das sich unter seiner eisigen Hülle aufwirbelt.

Europa umkreist den Jupiter alle 3,5 Tage und ist gravitativ so an seinen Mutterplaneten gebunden, dass er immer dasselbe Gesicht zeigt. Da die Umlaufbahn Europas um den Jupiter elliptisch ist, variiert der Abstand zum Jupiter je nach seiner Umlaufbahn. Dies führt zu Gezeiten, bei denen sich die zerbrochene Oberfläche des eisigen Mondes wiederholt ausdehnt und dann entspannt ( Gezeitenbeugung) . Die Gezeiten sind das Ergebnis von Jupiters Einfluss der Schwerkraft auf Europa. Dies liegt daran, dass Jupiters Anziehungskraft auf der nahen Seite Europas stärker ist als auf der anderen Seite. Um die Sache noch schlimmer zu machen, ändert sich das Ausmaß dieser unerbittlichen Variation, während sich Europa auf seiner Umlaufbahn um den Jupiter bewegt. Gezeiten entstehen durch die Gezeiten, die Energie in die Eiskruste Europas einbringen, und dies führt zu langen Schnittfrakturen, die die exotische Oberfläche durchbrechen. Die Gezeiten in Europa können möglicherweise vulkanische oder hydrothermische Aktivitäten auf dem Meeresboden hervorrufen. Diese können mögliche Lebewesen, die im Salzwasser schwimmen, mit wertvollen Nährstoffen versorgen und so den Ozean bewohnbar machen. Derzeit schlägt das beliebte wissenschaftliche Modell vor, dass die durch Gezeiteneinwirkung entstehende Wärme den unterirdischen Ozean Europas in seiner lebenserhaltenden flüssigen Phase hält und eine Eisbewegung antreibt, die der Plattentektonik auf der Erde ähnelt Gut versteckter Ozean, der sich unter Europas eisiger Hülle bewegt. Darüber hinaus kann im unterirdischen Ozean von Europa gebildetes Meersalz einige der geologischen Merkmale bedecken, die auf der Oberfläche von Europa beobachtet wurden. Dies zeigt an, dass der Ozean mit dem Meeresboden interagiert. Eine solche Wechselwirkung könnte auch eine wichtige Rolle für das mögliche Entstehen von Lebensformen auf dieser Mondwelt spielen.

Aufgrund der geringen Anzahl von beobachtbaren Kratern, die die eisige Schale Europas markieren, wird angenommen, dass die Oberfläche jung ist - nur etwa 40 bis 90 Millionen Jahre alt. Stark kistenförmige Oberflächen sind älter als Oberflächen, die vergleichsweise wenig Kraterbildung aufweisen. Dies liegt daran, dass durch geologische Aktivitäten die älteren Krater gelöscht wurden und die Welt wiederholt mit einer neuen, frischen Oberfläche versorgt wurde. Zum Vergleich: Callisto - ein weiterer Vertreter des Quartetts von Galiläische Monde --hat eine Oberfläche, die auf wenige geschätzt wird Milliarde Jahre alt, weil es von Kratern stark vernarbt ist, die beim Auftauchen nicht entfernt wurden.

NASAs Galileo-Raumschiff Das Jupiter-System wurde 1989 eingeführt und hat die meisten aktuellen Daten über Europa geliefert. Das Galileo-Mission endete am 21. September 2003, als das Raumschiff leider gezwungen war, in die zerstörerische Atmosphäre des Riesenplaneten zu stürzen, den es so lange erfolgreich beobachtet hatte. Die NASA läuft noch Juno Raumschiff wurde am 5. August 2011 gestartet und trat am 5. Juli 2016 in die Umlaufbahn um den Jupiter ein. Juno Ich werde nach Hinweisen suchen, wie Jupiter selbst geboren wurde. Beide Galileo und Juno sind die einzigen Raumschiffe, die bisher in die Jupiter-Umlaufbahn geflogen sind.

Noch ist kein Raumschiff auf dem eisigen und mysteriösen Europa gelandet. Aufgrund seiner vielen faszinierenden Eigenschaften und bezaubernden Möglichkeiten wird sich dies jedoch bald ändern. Vielleicht schwimmen wir im unterirdischen Meer Europas herum, und es gibt einige Momente des Lebens, die endlich die massive Frage beantworten können, ob wir allein im Kosmos sind oder nicht. Die Astronomen werden Europa mit dem Europa Clipper Mission, deren Start in den 2020er Jahren geplant ist. Nach Plänen Europa Clipper wird einige Jahre nach dem Start Jupiter erreichen und dann versuchen zu beobachten, ob die gefrorene kleine Mondwelt lebensfähige Bedingungen haben könnte. Das Europa Clipper Raumschiff ist strahlungstolerant und wird in Höhenlagen zwischen 1.675 Meilen und 16 Meilen von einer langen Umlaufbahn um den Jupiter aus 45 Vorbeiflüge in Europa bewältigen.

Europa Clipper's Zu den Instrumenten gehören Kameras und Spektrometer, mit denen hochauflösende Bilder der exotischen Kruste Europas aufgenommen und deren Zusammensetzung bestimmt werden können. Ein eisdurchdringendes Radar bestimmt auch die Dicke der gebrochenen Eisschale Europas und macht sich auf die Suche nach unterirdischen Seen, die denen der Antarktis auf der Erde ähneln. Die Mission wird auch ein Magnetometer mitführen, um die Richtung und Stärke des Magnetfelds in Europa zu messen. Mit dieser Messung können Astronomen sowohl den Salzgehalt als auch die Tiefe des unterirdischen globalen Ozeans Europas bestimmen.

Obwohl Europa vom Duo der Schwester-Raumschiffe besucht wurde - Pionier 10 und Pionier 11-- in den 1970er Jahren sowie von den beiden Reisende 1979 sandten diese frühen Missionen der Weltraumforschung nur eine Handvoll körniger, dunkler Bilder an Astronomen auf der Erde zurück. Obwohl diese frühen Bilder nicht den heutigen Standards entsprachen, gelang es ihnen, Europa erfolgreich genug zu enthüllen, um es zu einem potenziell interessanten Ziel für spätere Studien zu machen. Auf den von auf die Erde zurückgeschickten Bildern waren eisige, hellgelbe Ebenen zu sehen Voyager und sie zeigten auch diese mysteriösen rotbraunen Regionen unbekannter Zusammensetzung. Man konnte die langen Brüche beobachten, die durch die eisige Schale Europas schlugen, und sie erstreckten sich Tausende von Meilen über die rissige und gefrorene Oberfläche des Mondes. Ähnliche Merkmale auf der Erde weisen auf die Existenz von Bergen und tiefen Schluchten hin. Auf diesem zerbrochenen eisigen Mond konnte man jedoch nichts höheres als ein paar Kilometer sehen. In der Tat ist Europas glatte, jugendliche Kruste eine der glattesten Oberflächen in unserem Sonnensystem.

Das HST ist verantwortlich für das Erkennen der ersten Spur von Wasserdampfwolken, die aus der Oberfläche Europas herausschießen. Diese Federn haben eine bemerkenswerte Ähnlichkeit mit denen, die auf dem eisigen Wassermond Enceladus von Saturn beobachtet wurden. Die Wasserfahnen von Enceladus sind das Ergebnis eines Ausbruchs Cryovolanoe (Wassergeysire).

Europa ist eine besonders interessante Mondwelt, weil es zu den Körpern in der Familie unserer Sonne gehört, die möglicherweise das Leben beherbergen könnten, wie wir es kennen. Der eisige Mond enthält wahrscheinlich große Mengen an flüssigem Wasser, und die Möglichkeit des Lebens in Europas Meeren ist erhöht, da seine geologische Aktivität zum Austausch von Chemikalien von der Oberfläche mit dem unter dem Eis verborgenen Ozean führen könnte.

Alles Alte ist wieder neu

Das Team von Dr. Jia erkundete das Alte Galileo Daten nach einer Präsentation von Dr. Melissa McGrath von der SETI Institut in Mountain View, Kalifornien. Dr. McGrath, ein Mitglied der Europa Clipper Das Wissenschaftsteam hielt ihre Präsentation vor Wissenschaftskollegen und schenkte anderen besondere Aufmerksamkeit HST Beobachtungen von Europa.

Galileo Tatsächlich flog ich an diesem Ort vorbei und es war das nächste, das wir jemals hatten. Wir erkannten, dass wir zurückgehen mussten. Wir mussten prüfen, ob die Daten irgendetwas enthielten, das uns Aufschluss darüber gab, ob es eine Wolke gab oder nicht ", erwähnte Dr. Jia am 14. Mai 2018 JPL Pressemitteilung.

Damals Galileo machte 1997 seinen Vorbeiflug über der Oberfläche Europas, das Team von Galileo Die Astronomen ahnten nicht einmal, dass das Raumschiff eine aus der eisigen Mondkruste schießende Wasserdampfwolke streift. Der Vorbeiflug trug das Raumschiff nur etwa 124 Meilen über der Oberfläche Europas. Heute glauben das Dr. Jia und sein Team Galileos Pfad, während dieses Vorbeiflugs, war ein glücklicher.

Als die Wissenschaftler vor fast einer Generation die während dieses Vorbeiflugs gesammelten Informationen untersuchten, stellten sie fest, dass hochauflösende Magnetometerdaten etwas Seltsames aufgedeckt hatten. Anhand dessen, was die Astronomen bereits aus der Erforschung der aus Enceladus von Saturn ausbrechenden Federn gelernt hatten - dieses Material in den Federn wird ionisiert und hinterlässt einen charakteristischen Fleck im Magnetfeld -, waren sie vorbereitet und wussten, wonach sie suchen mussten. Da war was - eine kurzlebige lokalisierte Biegung im Magnetfeld, die nie erklärt worden war.

Galileo war mit einem mächtigen ausgestattet worden Plasma-Wellen-Spektrometer in der Lage, Plasmawellen zu messen, die aus geladenen Partikeln in Gasen in der Atmosphäre von Europa resultieren. Das Team von Dr. Jia hat diese Daten ebenfalls zusammengefasst. Diese neu gewonnenen Informationen haben auch die Theorie der Existenz einer Wasserdampfwolke gestärkt.

Zahlen allein konnten jedoch nicht die ganze Geschichte erzählen. Dr. Jia überlagerte die Signaturen für Magnetometrie und Plasmawellen in neue 3D-Modelle, die von seinem Team an der Universität von Michigan (Ann Arbor) erstellt wurden. Dieses Modell simulierte die Wechselwirkungen von Plasma mit Körpern des Sonnensystems. Der letzte notwendige Bestandteil waren die Daten, die von abgeleitet wurden HST das zeigte die Dimensionen der möglichen Federn ..

Was aus dem Modell mit einer simulierten Wolke hervorging, war eine Übereinstimmung mit dem Magnetfeld und den Plasmasignaturen, die das Wissenschaftlerteam von den alten erhalten hatte Galileo Daten.

"Es scheint jetzt zu viele Beweise zu geben, um die Federn auf Europa abzulehnen. Dieses Ergebnis lässt die Federn viel realer erscheinen und für mich ist es ein Wendepunkt. Dies sind keine unsicheren Flecken mehr auf einem weit entfernten Bild, bemerkt Dr. Robert Pappalardo am 14. Mai 2018 JPL Pressemitteilung. Dr. Pappalardo ist ein Europa Clipper Projektwissenschaftler am JPL.

Die neuen Funde sind eine gute Nachricht für die Europa Clipper Mission , die möglicherweise schon 2022 starten. Von seiner Umlaufbahn um Jupiter, Europa Clipper wird in schnellen Vorbeiflügen in geringer Höhe in der Nähe des eisigen kleinen Mondes aufsteigen. Wenn die Federn wirklich klapprigen Wasserdampf aus Europas Meer oder den globalen unterirdischen Seen schleudern, Europa Clipper könnte Proben der gefrorenen Flüssigkeit und Staubpartikel entnehmen. Das Missions-Team erarbeitet derzeit potenzielle Umlaufbahnen, und die neuen Forschungsergebnisse werden sicherlich bei diesen Diskussionen hilfreich sein.