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HERSCHEL
Enceladus lässt es auf Saturn regnen
Redaktion / Pressemitteilung des Max-Planck-Instituts für Sonnensystemforschung 
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27. Juli 2011

Mit Hilfe des europäischen Infrarot-Weltraumteleskops Herschel konnten Astronomen nun ein seit über einem Jahrzehnt bestehendes Rätsel um den Ringplaneten Saturn lösen und den Ursprung des Wassers in seiner äußeren Atmosphäre klären. Das Wasser stammt vom Saturnmond Enceladus, der es in eindrucksvollen Fontänen ins All bläst. Dadurch entsteht ein gewaltiger Wasserdampf-Ring um Saturn.

Enceladus

Die eindrucksvollen Fontänen des Saturnmonds Enceladus sind die Quelle des Wassers in der oberen Saturnatmosphäre. Bild: NASA/JPL/Space Science Institute  [Großansicht als Bild des Tages]

Enceladus ist offenbar der einzige bekannte Mond im Sonnensystem, der die chemische Zusammensetzung seines Mutterplaneten beeinflusst. Das zeigten jetzt neue Beobachtungen mit dem europäischen Infrarot-Weltraumteleskop Herschel. Enceladus stößt aus einer Reihe von Fontänen in der südlichen Polarregion etwa 250 Kilogramm Wasserdampf pro Sekunde aus. Wegen ihrer charakteristischen Zeichnung wird diese Region auch als Tigerstreifen-Region bezeichnet (astronews.com berichtete wiederholt).

Die neuen Beobachtungen lassen erkennen, dass das Wasser einen Torus in Form eines Donut um den Ringplaneten bildet. Der Torus ist mehr als zehn Saturnradien breit, aber nur etwa einen Radius dick. Enceladus umkreist den Planeten in einer Entfernung von etwa vier Saturnradien, von wo die Fontänen des Mondes den Torus speisen. Trotz seiner enormen Ausmaße ist der Torus bis jetzt nicht entdeckt worden, weil Wasserdampf im Bereich des sichtbaren Lichts unsichtbar ist. Im infraroten Bereich, in dem Herschel beobachtet, ist das allerdings nicht so.

Den Astronomen ist schon länger bekannt, dass die tiefer liegenden Schichten in Saturns Atmosphäre Spuren gasförmigen Wassers enthalten. Nur die Anwesenheit von Wasser in seiner äußeren Atmosphäre gab der Wissenschaft Rätsel auf: Seit seiner Entdeckung im Jahr 1997 mit Hilfe des Infrared Space Observatory der ESA war die Herkunft des Wassers unbekannt. Computermodelle basierend auf Herschels neuesten Entdeckungen zeigen, dass zwischen drei und fünf Prozent des Wassers, das Enceladus ausstößt, auf Saturn herabfallen.

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"Auf der Erde gibt es kein vergleichbares Phänomen", erklärt Paul Hartogh vom Max-Planck-Institut für Sonnensystemforschung in Katlenburg-Lindau. Er ist Leiter der Arbeitsgruppe, die diese Ergebnisse auswertete. "In unsere Atmosphäre dringt kaum Wasser aus dem Weltraum ein. Das ist einzigartig beim Saturn". Obwohl sich das meiste Wasser von Enceladus im Weltraum verliert, auf den Ringen gefriert oder vielleicht auf die anderen Saturnmonde fällt, ist der Bruchteil, der tatsächlich auf den Planeten fällt, ausreichend, um die Anwesenheit von Wasser in seiner äußeren Atmosphäre zu erklären.

Das Wasser ist auch verantwortlich für die Bildung von sauerstoffhaltigen Verbindungen wie Kohlendioxid. Letztendlich gelangt das Wasser aus Saturns oberer Atmosphäre in tiefere Schichten, wo es kondensiert. Die Mengen sind allerdings so gering, dass die daraus resultierenden Wolken nicht erfasst werden können. "Herschel hat sich wieder einmal bewährt. Das sind Beobachtungen, die nur mit Herschel möglich sind", freut sich Göran Pilbratt, Herschel-Projektwissenschaftler bei der ESA. "Das Infrared Space Observatory der ESA hat Wasserdampf in der Atmosphäre des Saturn gefunden, dann fand die Cassini/Huygens Mission, eine Kollaboration von NASA und ESA, die Fontänen des Enceladus. Jetzt hat Herschel gezeigt, wie all diese Beobachtungen zusammengehören".

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Links im WWW
Fachartikel bei Astronomy & Astrophysics
Max-Planck-Institut für Sonnensystemforschung
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