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ENCELADUS
101 Geysire auf Saturnmond identifiziert
von Stefan Deiters
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29. Juli 2014

Astronomen ist es gelungen, mithilfe von Daten der Saturnsonde Cassini 101 einzelne Geysire auf dem eisigen Mond Enceladus zu identifizieren. Die Analyse der Daten ergab, dass die Quelle der Geysire offenbar tief im Inneren des Saturntrabanten zu finden ist und somit flüssiges Wasser aus dem unterirdischen Ozean an die Oberfläche gelangen kann.

Enceladus

Blick auf die Geysir-Region auf Enceladus. Bild: NASA/JPL-Caltech / Space Science Institute  [Großansicht]

Der Mond Enceladus galt lange Zeit als relativ langweilige eisige Welt im Orbit um den Ringplaneten Saturn. Dann aber entdeckte man auf Bildern der Sonde Cassini Fontänen, die aus der Südpolarregion des Mondes ins All schießen. Sie stammen alle aus einem Bereich mit langen tiefen Furchen im Eis, die die Wissenschaftler inzwischen "Tigerstreifen" getauft haben. Unter der eisigen Oberfläche des Saturnmonds vermuten die Astronomen zudem einen Ozean aus flüssigem Wasser.

Ein Forscherteam hat nun Cassini-Beobachtungen der Tigerstreifen-Region aus fast sieben Jahren ausgewertet und so eine Karte erstellen können, auf der die Orte von 101 individuellen Geysiren eingetragen sind. Sie allen haben ihren Ursprung in einer der Tigerstreifen-Furchen und scheinen zudem in Verbindung mit lokalen "Hotspots" zu stehen, also kleinen Bereichen, in denen eine etwas höhere Temperatur gemessen wird. Dies wiederum ist ein Indiz für den Ursprung der spektakulären Fontänen.

Seit der ersten Sichtung der Geysire im Jahr 2005 versuchen die Wissenschaftler herauszufinden, wie genau sie entstehen und woher sie stammen. Eine Theorie bringt die Geysire mit der Gezeitenwirkung in Verbindung, die der riesige Saturn auf den umlaufenden Eismond ausübt. So wäre es beispielsweise möglich, dass Enceladus so gestaucht und gestreckt wird, dass gegenüberliegende Wände in den Tigerstreifen-Furchen aneinanderreiben, wodurch dann Wärme entsteht und schließlich Dampf und Flüssigkeit für die Geysire frei wird.

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Andere vermuteten, dass sich Brüche im Eis durch die Gezeitenwirkung öffnen und wieder schließen und dadurch immer wieder Wasser aus tieferen Regionen an die Oberfläche gelangen kann. Welcher Prozess genau zur Entstehung der Geysire führt, ließ sich bislang kaum sicher sagen. Die nun vorgestellten Daten liefern jedoch sehr konkrete Hinweise auf den Ursprung.

Als die Wissenschaftler nämlich die genauen Orte der Geysire mit vergleichsweise groben Wärmedaten der Region verglichen, stellten sie fest, dass die höchste Geysir-Aktivität sich dort findet, wo auch am meisten Wärmestrahlung ausgesandt wird. Auch die Gezeitenverformung war dort am größten, wo sich die meisten Geysire befanden.

Eine weitere Karte mit hochaufgelösten Wärmekarten lieferte dann den entscheidenden Hinweis: Offenbar stimmten die Orte einzelner Geysire mit kleinen lokalen Hotspots überein, die einen Durchmesser von deutlich weniger als 100 Metern aufwiesen. So kleine wärmere Bereiche aber lassen sich kaum durch Reibung erklären, die durch Gezeiten verursacht wird. Viel besser passt als Erklärung in diesem Fall die Kondensation von Dampf an den oberflächennahen Wänden der Furchen.

"Als wird diese Ergebnisse in den Händen hielten, wussten wir sofort, dass die Wärme nicht etwa die Geysire verursacht, sondern genau umgekehrt", erläutert Carolyn Porco vom Cassini Imaging Team am Space Science Institute in Boulder im US-Bundesstaat Colorado. "Es verriet uns auch, dass die Geysire kein Oberflächenphänomen sind, sondern eine viel tiefere Quelle haben."

Bei dieser Quelle muss es sich, so die Analyse der Wissenschaftler, um den unterirdischen Ozean handeln, der schon seit längerem unter der eisigen Oberfläche des Saturnmonds vermutet wird. Auf seine Existenz hatten beispielsweise Schwerefeldmessungen während der Vorüberflüge von Cassini hingewiesen (astronews.com berichtete).

In einer anderen Studie wurde die sich verändernde Helligkeit der Geysire untersucht. Geht man davon aus, dass die Entstehung der Fontänen tatsächlich etwas mit dem Öffnen und Schließen der Furchen durch die Gezeitenwechselwirkung mit Saturn zu tun hat, lassen sich die Helligkeitsvariationen bereits mit dem einfachsten Modell über die Gezeitenwirkung erklären. Allerdings konnten die Forscher damit noch nicht alle Eigenschaften der Geysire erklären, etwa den genauen Zeitpunkt, wann die Geysire heller werden.

Die Ergebnisse sind in zwei Fachartikeln beschrieben, die gerade in der Zeitschrift The Astronomical Journal erschienen sind.

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siehe auch
Enceladus: Neue Hinweise auf Ozean unter dem Eis - 4. April 2014
Cassini: Was die Fontänen von Enceladus regelt - 1. August 2013
Cassini: Erfolgreicher Flug über Enceladus 17. April 2012
Cassini: Wie Saturn den Mond Enceladus verformt - 26. März 2012
Enceladus: Neue Bilder aus der Tigerstreifen-Region - 25. Februar 2010
Cassini: NASA verlängert Saturnmission bis 2017 - 4. Februar 2010
Cassini: Letzter Blick auf die Tigerstreifen - 23. November 2009
Enceladus: Astronomen finden Ursprung der Eisfontänen - 11. Oktober 2007
Enceladus: Cassini entdeckt wasserspeiende Geysire - 13. März 2006
Enceladus: Aktiver Eismond mit Atmosphäre -18. März 2005
Links im WWW
Cassini, Seite der NASA
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