Saturns Gezeitenkräfte kontrollieren die Eisfontänen von Enceladus

Saturn und die eingezeichnete Umlaufbahn des Mondes Enceladus. Am entferntesten Punkt seiner Umlaufbahn ist die Wolke aus Wassereis und organischen Teilchen am hellsten (siehe das Bild links). (NASA / JPL-Caltech / University of Arizona / Cornell / SSI)
Saturn und die eingezeichnete Umlaufbahn des Mondes Enceladus. Am entferntesten Punkt seiner Umlaufbahn ist die Wolke aus Wassereis und organischen Teilchen am hellsten (siehe das Bild links). (NASA / JPL-Caltech / University of Arizona / Cornell / SSI)

Daten der NASA-Raumsonde Cassini zufolge hängt die Intensität der Jets aus Wassereis und organischen Partikeln des Saturnmondes Enceladus von dessen Nähe zu dem Ringplaneten ab. Das Ergebnis unterstützt Belege dafür, dass sich unter der Eiskruste des Mondes ein Ozean oder ein Reservoir aus flüssigem Wasser befindet. Dies ist die erste klare Beobachtung davon, dass sich die helle Wolke, die von Enceladus’ Südpol ausgeht, vorhersehbar verändert. Die Ergebnisse werden detailliert in einer Abhandlung beschrieben, die diese Woche im Journal i>Nature erscheint.

“Die Jets von Enceladus arbeiten scheinbar wie justierbare Gartenschlauchdüsen”, sagte Matt Hedman, der leitende Autor der Studie und Wissenschaftler des Cassini-Teams an der Cornell University in Ithaca (New York). “Die Düsen sind fast geschlossen, wenn sich Enceladus näher an Saturn befindet und am weitesten geöffnet, wenn der Mond seine größte Entfernung zu Saturn hat. Wir denken, das hat damit zu tun, wie Saturn den Mond mit seiner Gravitation zusammenpresst und entlastet.”

Cassini umkreist Saturn seit 2004 und entdeckte die Jets, welche die Wolke bilden, im Jahr 2005. Das Wassereis und die organischen Partikel strömen aus mehreren schmalen Rissen, die als “Tigerstreifen” bezeichnet werden. “Die Art und Weise, wie die Jets auf variierende Belastungen von Enceladus reagieren, spricht dafür, dass sie ihren Ursprung in einem großen Körper aus flüssigem Wasser haben”, sagte Christophe Sotin, ein Co-Autor der Studie und Cassini-Teammitglied vom Jet Propulsion Laboratory der NASA in Pasadena (Kalifornien). “Flüssiges Wasser war der Schlüssel zur Entwicklung des Lebens auf der Erde, deshalb wecken diese Entdeckungen Interesse daran zu wissen, ob Leben überall dort existiert, wo es Wasser gibt.”

Seit Jahren vermuteten Wissenschaftler, dass die Intensität der Jets wahrscheinlich mit der Zeit variiert, aber niemand war bislang in der Lage zu zeigen, dass sie sich in einem erkennbaren Muster verändert. Hedman und seine Kollegen konnten die Veränderungen beobachten, indem sie Infrarotdaten der Wolke als Ganzes untersuchten und Daten ansahen, die von Cassinis Visual and Infrared Mapping Spectrometer (VIMS) über eine lange Zeitperiode gesammelt wurden. Das VIMS-Instrument machte zwischen 2005 und 2012 mehr als 200 Bilder der Wassereiswolke über dem Südpol von Enceladus. Es ermöglicht die Analyse umfangreicher Daten, darunter auch die Kohlenwasserstoff-Zusammensetzung der Oberfläche eines anderen Saturnmondes, Titan, und die seismologischen Anzeichen für die Vibrationen Saturns in seinen Ringen.

Die Daten zeigen, dass die Wolke am schwächsten war, als sich der Mond am saturnnächsten Punkt seiner Umlaufbahn befand. Die Wolke wurde kontinuierlich heller, bis Enceladus den entferntesten Punkt seiner Umlaufbahn erreicht hatte – dort war sie drei- bis viermal heller als bei ihrem schwächsten Auftreten. Es ist vergleichbar mit dem Betreten eines hell erleuchteten Büros aus einem dunklen Flur.

Indem sie die Helligkeitsdaten vorherigen Modellen über die Gezeitenwirkung Saturns auf Enceladus hinzufügten, schlussfolgerten die Wissenschaftler, dass das stärkere gravitative Zusammendrücken in der Nähe des Planeten die Öffnung der Tigerstreifen und die Menge des ausgestoßenen Materials reduziert. Sie denken, die gravitative Entspannung in größerer Entfernung zu dem Planeten erlaubt den Tigerstreifen, sich weiter zu öffnen und größere Mengen des Materials entkommen zu lassen.

“Cassinis Zeit im Saturnsystem hat uns gezeigt, wie aktiv und kaleidoskopisch dieser Planet, seine Ringe und seine Monde sind”, sagte Linda Spilker, Cassini-Projektwissenschaftlerin am JPL. “Wir sind weit entfernt von dem friedlichen Anblick Saturns, den Galilei durch sein Teleskop hatte. Wir hoffen, mehr über die Kräfte zu erfahren, die hier einen Mikrokosmos dessen darstellen, wie unser Sonnensystem entstand.”

Die Cassini-Huygens-Mission ist ein Gemeinschaftsprojekt der NASA, der European Space Agency (ESA) und der Italian Space Agency. Das JPL, eine Abteilung des California Institute of Technology in Pasadena, leitet die Mission für das Science Mission Directorate in Washington. Das VIMS-Team hat seinen Sitz an der University of Arizona in Tucson.

Quelle: http://www.jpl.nasa.gov/news/news.php?release=2013-237

(THK)

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