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ENCELADUS
Das warme Innere des Saturnmonds
von Stefan Deiters
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7. November 2017

Die Fontänen, die aus der Südpolarregion des Saturnmonds Enceladus ins All schießen, gehören zu den spektakulärsten Entdeckungen der Cassini-Mission. Forscher rätseln allerdings, wie es dem kleinen Mond gelingen konnte, bis heute eine solche Aktivität zu bewahren. Ein neues Modell kann dies nun erklären - und nicht nur das.

Enceladus

Der Saturnmond Enceladus ist überraschend aktiv, was sich etwa durch die Fontänen zeigt, die aus der Südpolarregion des Mondes kommen und von der Sonde Cassini entdeckt wurden. Bild: NASA / JPL / Space Science Institute   [Großansicht]

Den Eismond Enceladus hielt man lange Zeit für relativ langweilig. Das änderte sich, als die Saturnsonde Cassini im Jahr 2005 Wasserfontänen entdeckte, die aus der Südpolarregion des Mondes ins All hinausschießen. Die Beobachtungen deuteten darauf hin, dass es unter der Eisdecke von Enceladus einen globalen Ozean gibt, der inzwischen sogar als potentieller Ort für außerirdisches Leben gilt (astronews.com berichtete wiederholt).

Doch etwas konnten die Wissenschaftler bislang nicht beantworten: Wieso kann sich eigentlich im Inneren des Mondes ein flüssiger Ozean halten und woher stammt die Energie für dessen beobachtete Aktivität? Der Zerfall radioaktiver Elemente im Kern von Enceladus kann dazu nur rund ein Hundertstel beitragen und es fehlt zudem eine Erklärung dafür, warum die Aktivität sich am Südpol konzentriert.

Auch ein Durchwalken des Mondes durch die Gezeitenkräfte des Saturn während eines Umlaufs hatte man in Betracht gezogen, allerdings würde sich dadurch der Wärmeverlust nicht kompensieren lassen, und der Ozean im Inneren sollte innerhalb von nur 30 Millionen Jahren gefroren sein. Von einer Aktivität dürfte also eigentlich nichts mehr zu beobachten sein.

"Woher Enceladus die Energie für seine anhaltende Aktivität bezieht war immer etwas rätselhaft", so Gaël Choblet von der Universität im französischen Nantes. "Wir haben nun detailliert untersucht, wie Struktur und Zusammensetzung des Mondes die entscheidende Rolle bei der notwendigen Energieerzeugung spielen könnten."

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In den neuen Modellen der Forscher verfügt der Mond nicht über einen festen Kern, sondern über einen Kern aus lockerem, porösen und leicht verformbaren Material, in das Wasser problemlos eindringen kann. Flüssiges kaltes Wasser kann so tief ins Innere des Kerns gelangen und hier aufgewärmt werden - nämlich durch Gesteinsmaterial, was sich durch die Gezeitenreibung verschiebt.

Das aufgeheizte Wasser steigt dann wieder nach oben, wodurch Wärme an den Boden des Ozeans transportiert wird. Hier entstehen sogenannte Hotspots, also Quellen von heißem Wasser, die auch das darüber liegende Eis zum Schmelzen bringen und Partikel vom Boden des Ozeans Richtung Oberfläche transportieren. Das meiste heiße Wasser in den Modellen sollte rund um die Pole frei werden, was hier zu einer dünneren Eisdecke führen würde - genau wie es Daten von Cassini gezeigt haben.

"Unsere Simulationen können gleichzeitig das Vorhandensein eines globalen Ozeans durch Wärmetransport zwischen dem Inneren und der Eisschicht und die Konzentration der Aktivität auf einen relativ kleinen Bereich rund um den Südpol erklären und damit die wesentlichen Beobachtungen von Cassini", so Gabriel Tobie von der Universität in Nantes.

Künftige Missionen, die in der Lage sind, die organischen Stoffe in den Fontänen von Enceladus genauer zu analysieren, könnten auch Hinweise darauf liefern, ob durch die anhaltende geothermische Aktivität auf Enceladus Bedingungen herrschen, die Leben ermöglichen würden.

Aktuell geht man davon aus, dass sich unter der 20 bis 25 Kilometer dicken Eisschicht des 500 Kilometer durchmessenden Saturnmondes ein salziger Ozean befindet. Die Eisdecke über dem Südpol ist allerdings nur einen bis fünf Kilometer dick. Die von Cassini bestimmte Zusammensetzung der Fontänen deutet darauf hin, dass es bei ihrer Entstehung zu Wechselwirkungen von mindestens 90 Grad heißem Wasser mit Gestein gekommen sein muss.

Über ihre Ergebnisse berichten die Forscher in einem Fachartikel, der in der Zeitschrift Nature Astronomy erschienen ist. 

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siehe auch
Enceladus & Europa: Zwei lebensfreundliche Eismonde? - 14. April 2017
Cassini: Enceladus hat globalen Ozean - 21. September 2015
Enceladus: Hydrothermale Aktivität auf dem Saturnmond? - 12. März 2015
Enceladus: Neue Hinweise auf Ozean unter dem Eis - 4. April 2014
Links im WWW
Cassini, Webseiten der NASA
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