Saturnmond Enceladus beherbergt einen Salzwasser-Ozean

24. Juni 2011, 14:37
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"Cassini"-Sonde flog in einer Höhe von 21 Kilometern durch ausgestoßene Fontänen

Heidelberg - Seitdem die Raumsonde "Cassini" in der südpolaren Eiskruste des Saturnmondes Enceladus Brüche entdeckte, aus denen Fontänen von Wasserdampf und Eiskörnchen schießen, trieb Astronomen die Frage um, ob auf dem nur 500 Kilometer durchmessenden Mond ein Ozean aus flüssigem Wasser existiert. Einige Messungen der Zusammensetzung der Eispartikel deuteten darauf hin. Doch manche Wissenschafter äußerten Zweifel an dieser Interpretation. Neue Daten von einem nahen Vorbeiflug von "Cassini" am Enceladus-Südpol haben diese Zweifel nun ausgeräumt, wie das Max-Planck-Institut für Kernphysik berichtet.

Natürlicher Düsenausstoß

Enceladus hat einen felsigen Kern unter einer rund 80 Kilometer dicken Eiskruste. In der Südpolregion weist seine Oberfläche eine Serie von Brüchen und Spalten auf. Diese "Tigerstreifen" stoßen Fontänen von Wasserdampf und winzigen Eispartikeln aus, wobei aus einzelnen "Düsen" der Wasserdampf mit Überschallgeschwindigkeit strömt, und speisen damit den diffusen äußeren E-Ring um den Saturn.

In einer 2009 veröffentlichten Analyse der chemischen Zusammensetzung von Eispartikeln im E-Ring mit dem "Cosmic Dust Analyzer"(CDA) an Bord von "Cassini" fanden die Wissenschafter drei Sorten von Eispartikeln. Eine davon enthält Salze, und zwar in einer Menge und Zusammensetzung, die für einen Ozean zwischen Eiskruste und felsigem Kern spricht. In der Folge entbrannte eine Debatte darüber, ob die salzhaltigen Eispartikel nicht auch ohne flüssiges Wasser entstehen können.

Neuerliche Analyse

Als "Cassini" in einer Höhe von nur 21 Kilometern über dem Südpol von Enceladus durch die Fontänen flog, bot sich die Gelegenheit, die frisch ausgestoßenen Eiskörnchen direkt unter die Lupe zu nehmen. Der Staubdetektor fand die gleichen drei Sorten von Eispartikeln wie im E-Ring, deren Anteile sich aber mit dem Abstand von der Quelle markant verändern: Nahe daran dominieren die salzhaltigen Eispartikel, während weiter entfernt wie im E-Ring die reinen Eispartikel überwiegen. Der Anteil der Silikat oder organisches Material enthaltenden Partikel ist in den Fontänen leicht erhöht. Außerdem sind die salzhaltigen Eiskörnchen größer und langsamer als die salzfreien. Wenn "Cassini" durch den Überschall-Jet einer Düse flog, registrierte der CDA einen erhöhten Anteil der kleinen salzfreien Partikel im Vergleich zum Auswurf der übrigen Tigerstreifen.

Die einzig plausible Erklärung für diese Befunde sind, so Frank Postberg vom Max-Planck-Institut für Kernphysik und der Universität Heidelberg, große Salzwasserreservoire, gespeist von einem Ozean zwischen Eiskruste und felsigem Kern von Enceladus, als Quellen der Fontänen. Die salzhaltigen Eispartikel sind schockgefrostetes Meerwasserspray und stellen den Löwenanteil der ausgestoßenen Körnchen, während die reinen Eispartikel aus Wasserdampf - hauptsächlich in den Düsen - entstehen. Weil sie leichter sind, werden sie vom Dampfstrahl stärker mitgerissen und erreichen den E-Ring. Dagegen fallen die schwereren salzigen Partikel größtenteils auf die Enceladusoberfläche zurück. (red)

  • Schema der Ausbreitung des salzigen Eissprays ins All: Die Blautöne zeigen den berechneten Anteil der salzreichen Eispartikel in den Fontänen über dem Südpol des Saturnmonds Enceladus. Deutlich zu erkennen sind die hellen Überschall-Jets aus drei Düsen, die "Cassini" gekreuzt hat. Die roten Kurven entsprechen verschiedenen mittleren Partikelradien mit den größten nahe bei Enceladus.
    foto: nasa/jpl, grafik: universität potsdam

    Schema der Ausbreitung des salzigen Eissprays ins All: Die Blautöne zeigen den berechneten Anteil der salzreichen Eispartikel in den Fontänen über dem Südpol des Saturnmonds Enceladus. Deutlich zu erkennen sind die hellen Überschall-Jets aus drei Düsen, die "Cassini" gekreuzt hat. Die roten Kurven entsprechen verschiedenen mittleren Partikelradien mit den größten nahe bei Enceladus.

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