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?

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