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Planetenforschung: Eismond zaubert Saturnpolarlichter

Die Polarlichter von Saturn
Der eisige Saturnmond Enceladus ist mit dem riesigen Ringplaneten elektrodynamisch verkuppelt: Ein steter Strom geladener Teilchen bewegt sich entlang der Magnetfeldlinien und stimuliert dabei ultraviolette Polarlichter, berichten Forscher nach der Auswertung von Daten der Raumsonde Cassini. Ähnliche Vorgänge kannte man bereits von Jupiter und seinem Mond Io, im Saturnsystem hatten Forscher aber lange auf eine Gelegenheit warten müssen, bei der sich die Raumsondensensoren optimal auf die gesuchten Plasmaströmungen von Enceladus ausrichten konnten, so dass sich der Teilchenstrom ausreichend gut nachweisen ließ.

Enceladus speist die Polarlichter
Enceladus speist die Polarlichter | Die Illustration zeigt, wie die von Enceladus frei gesetzten geladenen Teilchen Polarlichter erzeugen: Sie bewegen sich vom Eismond ausgehend entlang magnetischer Feldlinien (hier weiß und lila) zum Pol des Gasriesen und hinterlassen dort einen ultravioletten Fußabdruck, der umso größer erscheint, je stärker der Teilchenstrom ist.
Nun haben Xiaoyan Zhou von Jet Propulsion Laboratory in Pasadena und 28 Kollegen Daten ausgewertet, die bei einer günstigen Cassini-Passage an Enceladus im Sommer 2008 gesammelt worden waren. Sie zeigen zum einen, dass ein Strom von Ionen und Elektronen von den Kryovulkanen des Eismondes ausgeht: Diese spucken regelmäßig Fontänen von salzhaltigem gefrorenen Wasser aus. Die enthaltenen geladenen Teilchen bewegen sich dann entlang der magnetischen Feldlinien zur Polregion des Gasplaneten. Dort sorgen sie für Polarlichter im ultravioletten Wellenlängenbereich auf einer Fläche von 400 bis 1200 Quadratkilometern.

Zum anderen legen die Cassini-Daten erstmals nahe, dass die Stärke der Leuchterscheinung tatsächlich mit der Stärke des Teilchenstroms von Enceladus variiert. Dies stützt die Theorie, dass der Eisvulkanismus des Mondes die eigentliche Ursache der Saturn-Polarlichter ist, ganz analog zu Io im Jupitersystem.

Auf der Erde resultieren Polarlichter durch die geladenen Teilchen des Sonnenwinds, die entlang der Magnetfeldlinien besonders an den Polen in die Erdatmosphäre eindringen. In den sonnenfernen Regionen von Jupiter und vor allem Saturn sind Sonnenwindteilchen allerdings dünn gesät – hier würden Polarlichter fehlen, wenn die vom Gezeiteneinfluss der Gasriesen angekurbelten Vulkane von Io oder Enceladus nicht für einen steten Nachschub sorgen würden.

Die Auroras am Saturn werden im sichtbaren Licht von der Saturnoberfläche überstrahlt; im ultravioletten Licht erscheint der Ringplanet dagegen vergleichsweise dunkel, und die Polarlichter heben sich gegenüber der Oberfläche deutlich ab. (jo)

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