Die NASA-Raumsonde Cassini hat den bislang besten Hinweis auf ein großes Salzwasser-Reservoir unter der Eiskruste des Saturnmondes Enceladus entdeckt. Die Daten stammen aus der direkten Analyse von salzreichen Eispartikeln, die sich in der Nähe der von der Mondoberfläche ausgestoßenen Jets befanden.
Daten des an Bord befindlichen Cosmic Dust Analyzer zeigten, dass die Partikel aus Bruchstrukturen, den Tigerstreifen, herausgeschleudert werden und in einiger Entfernung von dem Mond relativ klein und überwiegend salzarm sind. Aber in der Nähe der Mondoberfläche wies Cassini nach, dass verhältnismäßig große Partikel, reich an Natrium und Kalium, die Schwaden dominieren. Die salzreichen Partikel haben eine „ozean-ähnliche“ Zusammensetzung und deuten darauf hin, dass das meiste – wenn nicht sogar das gesamte – herausgeschleuderte Eis und der Wasserdampf aus der Verdampfung von flüssigem Salzwasser stammt. Die Ergebnisse erscheinen in der dieswöchigen Ausgabe des Journals Nature.
„Es gibt derzeit keine andere plausible Möglichkeit, um eine stetigen Ausstoß salzreicher Partikel aus festem Eis im gesamten Gebiet der Tigerstreifen zu produzieren als Salzwasser unter der Eisoberfläche von Enceladus“, sagte Frank Postberg, ein Wissenschaftler des Cassini Teams an der Universität von Heidelberg in Deutschland und leitender Autor der Studie. Wenn Wasser gefriert, wird das Salz herausgedrückt und es bleibt pures Wassereis zurück. Wenn die Partikelschwaden Eis entstammen, sollten sie über sehr wenig Salz verfügen.
Die Cassini Mission entdeckte die Wasserdampf- und Eisjets im Jahr 2005. 2009 arbeiteten Wissenschaftler mit dem Cosmic Dust Analyzer und untersuchten Natriumsalze, die man in Eispartikeln in Saturns E-Ring gefunden hatte. Dies ist der äußerste Saturnring und er bekommt sein Material hauptsächlich durch die Jets von Enceladus. Aber die Verbindung zu Salzwasser unter dessen Oberfläche war nicht eindeutig.
Die neue Studie analysiert drei Vorbeiflüge an Enceladus in den Jahren 2008 und 2009 mit demselben Instrument und konzentriert sich auf die Zusammensetzung frisch herausgeschleuderter Partikel in den Schwaden. Die Eisteilchen treffen das Detektorziel mit Geschwindigkeiten zwischen 23.000 und 63.000 Kilometern pro Stunde und verdampfen auf der Stelle. Elektrische Felder innerhalb des Cosmic Dust Analyzer trennten die verschiedenen Bestandteile der Einschlagswolke.
Die Daten lassen auf eine Wasserschicht zwischen dem Gesteinskern des Mondes und seinem Eismantel schließen, die möglicherweise etwa 80 Kilometer unter der Oberfläche liegt. Wenn dieses Wasser das Gestein auswäscht, löst es Salzbestandteile aus ihm heraus und steigt durch Brüche im darüber liegenden Eis nach oben, um Reservoirs in der Nähe der Oberfläche zu bilden. Wenn die äußerste Schicht auseinander bricht, erzeugt der Unterdruck des Weltalls zu den Reservoirs einen Ausbruch. In jeder Sekunde gehen in den Partikelschwaden rund 200 Kilogramm in Form von Wasserdampf und geringere Mengen in Form von Eispartikeln verloren. Das Team berechnet, dass die Wasserreservoirs große verdampfende Oberflächen besitzen müssen, andernfalls würden sie leicht gefrieren und die Partikelausbrüche stoppen.
„Dieses Ergebnis ist ein entscheidendes neues Beweisstück und zeigt, dass auf Eiskörpern, die Gasriesen umkreisen, Umweltbedingungen aufrecht erhalten werden können, die günstig für die Entstehung von Leben sind“, sagte Nicolas Altobelli, Cassini Projektwissenschaftler von der European Space Agency (ESA).
Cassinis Ultraviolet Imaging Spectrograph hat kürzlich auch ergänzende Resultate geliefert, welche die Anwesenheit eines Ozeans unter der Oberfläche unterstützen. Ein Cassini Forschungsteam unter der Leitung von Candice Hansen vom Planetary Science Institute in Tucson (Arizona) maß Gas von Jets, das mit fünf- bis achtfacher Schallgeschwindigkeit aus der Südpolarregion des Mondes austrat, das ist mehrere Male schneller als zuvor gemessen wurde. Diese Beobachtungen ausgeprägter Jets bei einem Vorbeiflug im Jahr 2010 stimmen mit den Ergebnissen überein, die einen Unterschied zwischen der Zusammensetzung der Eispartikel in der Nähe der Mondoberfläche und denen des E-Rings zeigen. Die Studie wurde in der Ausgabe vom 9. Juni der Geophysical Research Letters veröffentlicht.
„Ohne einen Orbiter wie Cassini, der nahe Saturn und seinen Monden fliegt – um Salz zu schmecken und das Bombardement von Eispartikeln zu spüren – würden die Wissenschaftler niemals wissen, wie interessant diese äußeren Welten im Sonnensystem sind“, sagte Linda Spilker, Cassini Projektwissenschaftlerin der NASA am Jet Propulsion Laboratory (JPL) in Pasadena (Kalifornien).
Die Cassini-Huygens Mission ist ein Gemeinschaftsprojekt der NASA, der European Space Agency (ESA) und der Italian Space Agency. Das Jet Propulsion Laboratory (JPL), eine Abteilung des California Institute of Technology (Caltech) in Pasadena betreibt die Mission für das NASA Science Mission Directorate in Washington.
Quelle: http://www.jpl.nasa.gov/news/news.cfm?release=2011-190
(THK)
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