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Archiv für Saturn

Gewittersturm auf Saturn tobt seit neun Monaten

In der Atmosphäre des Gasplaneten Saturn bilden sich Gewitterstürme von der Größe Europas, die über mehrere Monate aktiv bleiben. Bereits seit Mitte Januar 2009 beobachtet die Raumsonde Cassini ein etwa 3.000 Kilometer großes Sturmgebiet, das damit das bisher langlebigste Exemplar seiner Art im Sonnensystem ist. Der bisherige Rekordhalter war ein vom November 2007 bis Juli 2008 andauernder Gewittersturm. Die Blitze des neuen Rekord-Sturms besitzen 10.000 Mal mehr Energie als vergleichbare Entladungen hier auf der Erde.
Die Messdaten der Saturn-Gewitter verraten den Wissenschaftlern viel über die Bewegungen in den Gasschichten des Planeten. Wie auch auf der Erde entstehen die Gewitter auf dem Saturn vorwiegend in Regionen, in denen kalte und warme Strömungen aufeinander treffen. Dabei entwickeln sich Aufwinde, in denen kleine Kristalle durch Reibung elektrische Ladung aufbauen. Auf der Erde bestehen diese Kristalle aus Wasser, auf Saturn größtenteils aus gefrorenem Ammoniak.
Durch die Radiosignale der Blitze erfahren die Forscher indirekt auch mehr über die äußeren Atmosphärenschichten des Saturn. Geladene Teilchen absorbieren hier einen Teil der Strahlung und geben so Hinweise über deren Zusammensetzung und die Auswirkungen des Sonnenwindes auf diese Atmosphärenschichten.

Longest lightning storm on Saturn breaks Solar System Record

Ein Sturm über Titans tropischer Wüste

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Dieses Bild von Titan,
aufgenommen am 14. April 2008
von Gemini Nord im nahen Infrarot
und mit adaptiver Optik,
zeigt den äquatorialen Sturm als helle Fläche.
(Gemini Observatory/AURA/
Henry Roe, Lowell Observatory/
Emily Schaller, Institute for Astronomy,
University of Hawaii)

Die äquatoriale Region von Saturns größtem Mond, Titan, ist zwar bei weitem kein tropischer Regenwald, doch neue Aufnahmen des Gemini-Observatoriums geben Hinweise darauf, dass die trockene, ultrakalte Wüste riesige Stürme hervorbringen kann.

Storm Brews Over Titan’s Tropical Desert

Huge Storm Detected on Titan

Caltech Scientists Discover Storms in the Tropics of Titan

wissenschaft.de – Sturmwarnung für Titan

Saturn's Geysire zeigen Hinweise auf Ammoniak und Argon-40

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Künstlerische Darstellung des Vorbeiflugs
von Cassini an Enceladus.
(NASA/JPL)

Daten des Ion and Neutral Mass Spectrometer (INMS), die bei den nahen Vorbeiflügen der Raumsonde Cassini am Saturnmond Enceladus im Juli und Oktober 2008 gesammelt wurden, zeigen Hinweise auf Ammoniak und Argon-40.
Forscher um Hunter Waite vom Southwest Research Institute in San Antonio, Texas, werten die Anwesenheit von Ammoniak als starkes Indiz für einen Ozean unter der eisigen Oberfläche des Mondes. Unter der Anwesenheit von Ammoniak kann Wasser bis zu einer Temperatur von 176 Kelvin (-97 Grad Celsius) flüssig bleiben. In der Nähe des Südpols von Enceladus, dort wo die im Jahr 2005 entdeckten Geysire austreten, hatte man 180 Kelvin (-93 Grad Celsius) gemessen.
Jonathan Lunine vom Lunar and Planetary Laboratory der University of Arizona schließt sich der Einschätzung von Waite’s Team an. Die von Cassini gemessenen Mengen an Argon-40 lassen sich seiner Ansicht nach am ehesten mit der Zirkulation von flüssigem Wasser unter der Oberfläche des Saturnmondes erklären.
Das Isotop Argon-40 ist ein Zerfallsprodukt von Kalium.

Saturnian Moon Shows Evidence of Ammonia

Tiny Saturn Moon Could Be Targeted in Search for Extraterrestrial Life

Ein Ozean auf Saturnmond Enceladus?

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Eisfontänen auf Enceladus.
(Bild: NASA/JPL/Space Science Institute)

Auf dem Saturnmond Enceladus gibt es möglicherweise einen unterirdischen Ozean. Das zeigt eine Arbeit deutscher Forscher auf der Basis von Messungen der Raumsonde Cassini.
Im E-Ring um den Saturn hat die Gruppe um Frank Postberg vom Heidelberger Max-Planck-Institut für Kernphysik salzige Eispartikel nachgewiesen, die ihrer Ansicht nach aus einem Ozean stammen. Der dünne E-Ring des Saturn speist sich aus gigantischen Eisfontänen, die von Enceladus’ Südpol aus ins All schießen. Die Forscher stellen ihre Analyse im Fachjournal “Nature” vor. Mit einem flüssigen Ozean würde Enceladus die wichtigste Voraussetzung für die Entstehung von Leben besitzen.
Der von einer dicken Eisschicht bedeckte Enceladus ist mit rund 500 Kilometern Durchmesser der sechstgrößte Mond des Saturn. Bereits frühere Messungen hatten Hinweise auf ein Wasserreservoir unter seiner Oberfläche geliefert. Es könnte die Geysire in der Nähe des Südpols speisen. Unklar war bislang jedoch, ob die Partikel aus den Geysiren die Oberfläche des Mondes schon in gefrorener Form oder als flüssiges Wasser verlassen und erst in der Kälte des Alls gefrieren.
Neue Messungen der seit dem Jahr 2004 um den Saturn kreisenden Raumsonde Cassini sollten diese Frage beantworten. Dazu wurde die Natrium-Konzentration der Partikel gemessen. Natrium ist einer der beiden Bestandteile von Kochsalz (Natriumchlorid), das gut wasserlöslich ist und auch die Ozeane auf der Erde salzig macht. Im E-Ring spürte Cassini Eispartikel mit einer für die Forscher überraschenden Vielfalt an Natrium-Verbindungen und unterschiedlich hohen Natrium-Konzentrationen auf. Etwa sechs Prozent der Eispartikel erwiesen sich als recht salzig. Forscher des Göttinger Max-Planck-Instituts für Dynamik und Selbstorganisation und der Universität Göttingen stellten deshalb unter Leitung der Professoren Udo Buck und Bernd Abel die Verhältnisse auf dem Saturnmond in vereinfachter Form im Labor nach. Ein Wasserstrahl übernahm dabei die Rolle des Ozeans. Ein Laser simulierte die Zerstäubung des Wassers vor dem Geysir-Ausbruch. Mit Hilfe der sog. Flüssigkeits-Massenspektrometrie konnten die Wissenschaftler dann nachweisen, dass der Laser aus dem Wasserstrahl die gleichen Natriumverbindungen herausschlug, wie sie in den Eispartikeln des Saturnmondes vorkommen. Damit wurde die Vermutung untermauert, dass sich unter der Oberfläche des Mondes flüssiges Wasser befindet. Die natriumarmen Partikel entstehen demnach aus Wasserdampf, der sich über dem Ozean aufhält.
In derselben Ausgabe von “Nature” stellen Forscher um Nicholas Schneider von der Universität von Colorado teleskopgestützte Untersuchungen der Eisfontänen aus den Enceladus-Geysiren vor. Darin konnten die Wissenschaftler im Rahmen der Messgenauigkeit allerdings gar kein Natrium nachweisen. Es könnte daher sein, dass der Ozean komplett gefroren ist oder es Süßwassertümpel unter der Oberfläche gibt. Jedenfalls muss das Wasser eines Ozeans langsam verdampfen, um Salz zurücklassen zu können – so wie es bei der Verdunstung irdischer Ozeane oder Salzwasserseen auch geschieht.

Der kalte Mond und das Meer

Cassini entdeckt Hinweise auf Ozean auf dem Saturnmond Enceladus

CU-Boulder Study Says Jets on Saturn Moon Enceladus Not Geysers From Underground Ocean

Sky & Telescope – A “Briny Deep” Inside Enceladus?

Kleiner Saturnmond macht die Welle

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Daphnis erzeugt Wellen im Ringsystem des Saturn.
Zum Vergrößern das Bild anklicken.
(NASA/JPL/Space Science Institute)

Auf neuen Aufnahmen der Raumsonde Cassini sind erstmals im Detail die Effekte der Schwerkraft von kleinen Monden im Ringsystem des Saturn zu beobachten. Auf der hier gezeigten Aufnahme ist der Saturnmond Daphnis zu sehen, wie er beim Durchgang durch die Ringebene Wellen in den dort vorhandenen Staubteilchen verursacht. Diese Wellen sind nur deshalb erkennbar, weil das Sonnenlicht in besonders niedrigem Winkel auf die Ringe fällt, so dass auch kleine Erhebungen lange Schatten werfen.
Daphnis – einer von inzwischen mehr als 60 bekannten Saturnmonden – besitzt gerade einmal acht Kilometer Durchmesser und wurde erst im Mai 2005 auf den Bildern von Cassini entdeckt. Daphnis ist einer von fünf sog. Schäfermonden, die durch ihre Schwerkraft die Staubpartikel der Ringe auf stabilen, getrennten Bahnen halten.
Ein erster Hinweis auf die Existenz von Daphnis war die 42 Kilometer breite Keeler-Lücke im äußeren A-Ring des Saturn, die bereits während der Vorbeiflüge der beiden Voyager-Raumsonden entdeckt worden war. Die Lücke entsteht durch die Schwerkraft des Mondes, der in diesem Bereich des A-Rings den Planeten umrundet und dabei die Region von Staub frei hält. Bei seiner Bewegung lenkt seine Anziehungskraft die benachbarten Staubteilchen am Rand der Lücke kurzfristig aus ihrer Bahn und lässt sie danach wieder zurück schwingen. Es entstehen Wellen vor und hinter dem Mond, die ihn auf seinem Umlauf begleiten. Da die Umlaufbahn von Daphnis geringfügig zur Ebene der Ringe geneigt ist, schlagen diese Wellen auch senkrecht zur Ringebene aus. Dabei ragen die Wellenberge bis zu anderthalb Kilometer in die Höhe.

Towering Edge Waves Pop Into View

Saturn Satellite and Moon Data

“Cassini”-Mission: Kleiner Saturnmond macht große Wellen

Schattenspiele der Saturnmonde

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Der Schatten von Epimetheus tanzt auf den Saturnringen.
(NASA/JPL/Space Science Institute/
GIF-Animation: astroarts.org)

The Dance of the Moon Shadows

Frühlingserwachen auf Saturn

Hubble fotografiert vierfachen Transit der Saturnmonde

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Animation des vierfachen Transits der Saturnmonde.

Am 24. Februar 2009 gelangen dem Weltraumteleskop Hubble mehrere Aufnahmen des Saturn zusammen mit vier seiner Monde, die gerade gemeinsam vor der Planetenscheibe vorbeiziehen. Bei den Monden handelt es sich um Enceladus, Dione, Titan und Mimas (von links nach rechts).

Quadruple Saturn Moon Transit Snapped by Hubble

Videos

Weiterer Saturnmond entdeckt

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Minimond in Saturns G-Ring.

Auf Bildern der Raumsonde Cassini haben Forscher einen Minimond entdeckt, der den Saturn innerhalb des recht dünnen, lichtschwachen G-Rings umkreist. Der Mond könnte somit eine Quelle für die vielen kleinen Partikel in Saturns G-Ring sein. Der größere Mond Mimas ist offenbar für die Stabilität des G-Rings verantwortlich.

Newfound Moon May Be Source of Outer Saturn Ring

Titans Dünen als Wetterfahne

Die großen Dünenfelder auf dem Saturnmond Titan verraten einiges über das dortige Wetter. Entsprechende Resultate präsentierten Ralph Lorenz vom Johns Hopkins University Applied Physics Laboratory in Maryland und seine Kollegin Jani Radebaugh von der Brigham Young University in Utah jetzt im Fachblatt “Geophysical Research Letters”. Anhand der Ausrichtung der Dünen konnten die Forscher auf die vorherrschenden Winde auf der exotischen Welt schließen. Dazu werteten sie Radardaten aus, welche von der Raumsonde Cassini über einen Zeitraum von vier Jahren gesammelt worden waren.
Die Dünen des Titan bestehen wahrscheinlich aus Körnchen gefrorener Kohlenwasserstoffe.

Cassini Maps Global Pattern of Titan’s Dunes

Dünen: Die Gesetze des Sandes

ESA und NASA planen weitere Missionen zu den äußeren Planeten

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Künstlerische Darstellung
der Europa Jupiter System Mission (links)
und der Titan Saturn System Mission (rechts).

Die europäische Weltraumagentur ESA und die NASA setzen ihre Zusammenarbeit bei der Erkundung des Sonnensystems fort. Bei einem Treffen in Washington vereinbarten Vertreter beider Organisationen, gemeinsame Missionen zu den Planeten Jupiter und Saturn zu schicken. Die Europa Jupiter System Mission vereint Elemente mehrerer früherer Missionskonzepte von ESA und NASA. Zu den wissenschaftlichen Zielen gehört unter anderem die Erkundung der flüssigen Ozeane, die unter den Eiskrusten der Jupitermonde Europa und Ganymed vermutet werden. Eine ähnliche Zielsetzung verfolgt die Titan Saturn System Mission, die neue Daten über die Saturnmonde Titan und Enceladus sammeln soll. Diese Mission könnte auch einen Lander oder einen Forschungsballon umfassen.

NASA and ESA Prioritize Outer Planet Missions