Saturnmonde: Quelle für Fontänen auf Enceladus ausgemacht

Das Geysir-Becken des Enceladus
© NASA/JPL/Space Science Institute
(Ausschnitt)
Zahlreiche lange Risse ziehen sich nahe dem Südpol über den eisbedeckten Saturnmond Enceladus. Aus diesen so genannten Tigerstreifen werden Wasserdampf und Eispartikel ins All hinausgeschleudert – über mehrere Mondradien hinweg – und liefern Nachschub für einen der Saturnringe. Als Ursache dieser Fontänen diskutierten Forscher sowohl unterirdische, flüssige Quellen als auch sich zersetzendes Eis. Eine neue Analyse zeigt nun so deutlich wie keine zuvor, dass die ausgestoßenen Partikel aus einem salzigen Ozean unterhalb der Oberfläche stammen.

Fontänen aus Eiskristallen und Wasserdampf
© NASA, JPL / SSI
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 Bild vergrößernFontänen aus Eiskristallen und Wasserdampf
Die Raumsonde Cassini flog mehrfach durch die Ausbruchwolke und näherte sich dem Saturnmond dabei bis auf 21 Kilometer. Gelegenheit für Wissenschaftler um Frank Postberg vom Max-Planck-Institut für Kernphysik in Heidelberg, zahlreiche frisch ausgespuckte Partikel im mitgeführten Massenspektrometer zu analysieren. Den Daten zufolge lassen sich die meisten detektierten Teilchen einem von drei Typen zuordnen, die man bereits in früheren Studien im benachbarten Saturnring aufgespürt hatte, der von den Fontänen gespeist wird.

Die nun gemessene Zusammensetzung variiert stark mit der Position in der Gas- und Staubwolke, berichten die Forscher. Nahe der Quelle nimmt der Anteil salzarmer Teilchen ab und mehr als 40 Prozent der Partikel sind besonders reich an Natrium- und Kaliumsalzen, im E-Ring waren es dagegen nur sechs Prozent. Zusammensetzung und Verteilung stimmen mit der Theorie eines unterirdischen Ozeans überein, der die Salze aus dem Gesteinskern des Mondes ausgewaschen hat. Die salzhaltigen Partikel seien gewissermaßen schockgefrostete Salzwassertröpfchen, die sich über dem Ozean bilden und schließlich – mitgerissen von Dampf und Gas – durch Risse in der Eiskruste ins All geschleudert werden.

© Postberg et al., Nature 2009
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 Bild vergrößernUnter der Oberfläche von Enceladus
Dieser Entstehungsgeschichte zufolge müssten salzhaltige Partikel größer sein als salzarme und würden dementsprechend nicht so hohe Geschwindigkeiten erreichen, was die Daten der Cassini-Sonde bestätigen. Daraus resultiert auch eine vom Messpunkt abhängige Zusammensetzung, so können zum Beispiel vergleichsweise wenig salzhaltige Partikel die Schwerkraft des Mondes überwinden und in den E-Ring gelangen.

Postberg und seine Kollegen untermauern diese Idee mit Computersimulationen und extrapolieren die gemessenen Häufigkeiten auf die Ausbruchstelle nahe der Oberfläche. Demnach machen die salzhaltigen Partikel rund 70 Prozent der ausgeworfenen Teilchen und mehr als 99 Prozent der ausgeworfenen Masse aus. Diese Ergebnisse sprechen gegen "trockene" Quellen wie die Sublimation von Eis, resümieren die Forscher. Stattdessen entweichen wohl nahezu alle Partikel der Fontäne einem oder mehreren unterirdischen Salzmeeren mit riesigen Oberflächen. (mp)
© Spektrum.de

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