Freitag, 24. Juni 2011
Enceladus: Ozean unter der Eisoberfläche
klauslange,00:05h
Wieder haben Forscher sehr wichtige Belege für einen Ozean unter der Eisoberfläche des Saturnmondes Enceladus gefunden. Astronews.com berichtet darüber hier.
In drei Durchflügen der Raumsonde Cassini durch die Fontänen, die in den Jahren 2008 und 2009 gelangen, konnte die Zusammensetzung frisch ausgeworfener Partikel gemessen werden. Dabei kam der Staubdetektor des Max-Planck-Instituts für Kernphysik an Bord der Sonde zum Einsatz. Die Eispartikel trafen den Cosmic Dust Analyzer (CDA) mit Geschwindigkeiten zwischen 6,5 und 17,5 Kilometern pro Sekunde und verdampfen sofort. Mit Hilfe elektrischer Felder im CDA werden die verschiedenen Bestandteile der entstehenden Plasmawolke getrennt und analysiert.
Dabei zeigte sich, dass die Partikel in größerer Entfernung von Enceladus klein und salzarm waren und den Partikel des E-Rings glichen. In der Nähe des Mondes konnte Cassini jedoch relativ große und salzreiche Partikel nachweisen. Mehr als 99 Prozent der Masse scheinen in Form solcher salzreicher Partikel ausgeworfen zu werden. "Die meisten von ihnen sind jedoch zu schwer und fallen zurück auf die Mondoberfläche. Sie schaffen es nicht in den E-Ring", erläutert Dr. Frank Postberg vom Max-Planck-Institut für Kernphysik und dem Institut für Geowissenschaften der Universität Heidelberg, der Leiter der Untersuchung.
Die salzhaltigen Eispartikel haben eine "ozeanartige" Zusammensetzung, die dann zu erwarten ist, wenn das Eis aus einem flüssigen Salzwasser-Reservoir stammt und nicht von der gefrorenen Eisoberfläche des Mondes. "Wenn Salzwasser langsam gefriert, wird das Salz aus der Eisstruktur verdrängt, so dass reines Wassereis zurückbleibt. Wenn also die Fontänen aus Oberflächeneis bestehen würden, müssten wir von einem nur geringen Salzgehalt ausgehen. Gegenwärtig gibt es kein anderes plausibles Szenario, als den stetigen Auswurf salzreicher Eispartikel überall aus den Tigerstreifen mit Salzwasser unter der eisigen Oberfläche des Enceladus zu erklären", so Postberg.
Das Forscherteam geht davon aus, dass sich etwa 80 Kilometer unter der Enceladus-Oberfläche eine Wasserschicht zwischen dem felsigen Kern und dem eisigen Mantel erstreckt. Diese wird durch Gezeitenkräfte von Saturn und von Nachbarmonden sowie durch Zerfallswärme radioaktiver Elemente im flüssigen Zustand gehalten. Salz aus dem Gestein löst sich in dem Wasser. Wenn sich in der äußeren Eisschicht Spalten öffnen, gerät das Reservoir in Kontakt mit dem Weltraum. Durch den Druckabfall verdampft die Flüssigkeit, ein Bruchteil davon wird in Form salziger Eisteilchen schockgefrostet und als Fontänen ausgespien.
Andere Untersuchungen haben gezeigt, dass außer diesen Eispartikeln jede Sekunde rund 200 Kilogramm Wasserdampf aus den Tigerstreifen ins All geschleudert werden. Nach den Berechnungen der Heidelberger Wissenschaftler müssen die Wasserreservoire große Oberflächen haben, an denen die Verdampfungsprozesse stattfinden. "Andernfalls würden sie leicht zufrieren und die Fontänen versiegen", so Postberg.
In drei Durchflügen der Raumsonde Cassini durch die Fontänen, die in den Jahren 2008 und 2009 gelangen, konnte die Zusammensetzung frisch ausgeworfener Partikel gemessen werden. Dabei kam der Staubdetektor des Max-Planck-Instituts für Kernphysik an Bord der Sonde zum Einsatz. Die Eispartikel trafen den Cosmic Dust Analyzer (CDA) mit Geschwindigkeiten zwischen 6,5 und 17,5 Kilometern pro Sekunde und verdampfen sofort. Mit Hilfe elektrischer Felder im CDA werden die verschiedenen Bestandteile der entstehenden Plasmawolke getrennt und analysiert.
Dabei zeigte sich, dass die Partikel in größerer Entfernung von Enceladus klein und salzarm waren und den Partikel des E-Rings glichen. In der Nähe des Mondes konnte Cassini jedoch relativ große und salzreiche Partikel nachweisen. Mehr als 99 Prozent der Masse scheinen in Form solcher salzreicher Partikel ausgeworfen zu werden. "Die meisten von ihnen sind jedoch zu schwer und fallen zurück auf die Mondoberfläche. Sie schaffen es nicht in den E-Ring", erläutert Dr. Frank Postberg vom Max-Planck-Institut für Kernphysik und dem Institut für Geowissenschaften der Universität Heidelberg, der Leiter der Untersuchung.
Die salzhaltigen Eispartikel haben eine "ozeanartige" Zusammensetzung, die dann zu erwarten ist, wenn das Eis aus einem flüssigen Salzwasser-Reservoir stammt und nicht von der gefrorenen Eisoberfläche des Mondes. "Wenn Salzwasser langsam gefriert, wird das Salz aus der Eisstruktur verdrängt, so dass reines Wassereis zurückbleibt. Wenn also die Fontänen aus Oberflächeneis bestehen würden, müssten wir von einem nur geringen Salzgehalt ausgehen. Gegenwärtig gibt es kein anderes plausibles Szenario, als den stetigen Auswurf salzreicher Eispartikel überall aus den Tigerstreifen mit Salzwasser unter der eisigen Oberfläche des Enceladus zu erklären", so Postberg.
Das Forscherteam geht davon aus, dass sich etwa 80 Kilometer unter der Enceladus-Oberfläche eine Wasserschicht zwischen dem felsigen Kern und dem eisigen Mantel erstreckt. Diese wird durch Gezeitenkräfte von Saturn und von Nachbarmonden sowie durch Zerfallswärme radioaktiver Elemente im flüssigen Zustand gehalten. Salz aus dem Gestein löst sich in dem Wasser. Wenn sich in der äußeren Eisschicht Spalten öffnen, gerät das Reservoir in Kontakt mit dem Weltraum. Durch den Druckabfall verdampft die Flüssigkeit, ein Bruchteil davon wird in Form salziger Eisteilchen schockgefrostet und als Fontänen ausgespien.
Andere Untersuchungen haben gezeigt, dass außer diesen Eispartikeln jede Sekunde rund 200 Kilogramm Wasserdampf aus den Tigerstreifen ins All geschleudert werden. Nach den Berechnungen der Heidelberger Wissenschaftler müssen die Wasserreservoire große Oberflächen haben, an denen die Verdampfungsprozesse stattfinden. "Andernfalls würden sie leicht zufrieren und die Fontänen versiegen", so Postberg.
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