Saturnmond Raumsonde "Cassini" fliegt durch Enceladus' geheimnisvolle Fontänen

Der Saturnmond Enceladus ist klein, aber er hat eine Besonderheit: Regelmäßig schießt er gewaltige Fontänen aus feinen Eispartikeln und Gasen ins All. Jetzt fliegt die Raumsonde "Cassini" erstmals durch eine dieser Eis-Fontänen - und könnte so ihre Herkunft enträtseln.


Gerade einmal 500 Kilometer Durchmesser hat der Saturnmond Enceladus. Und dennoch gehört er zu den faszinierendsten Objekten unseres Sonnensystems. Nicht nur ist er überzogen von Wassereis wie der Jupitermond Europa, er ist auch aktiv: Immer wieder jagt er gewaltige Fontänen aus Wasserdampf, Gasen und feinen Eispartikeln bis zu 750 Kilometer tief in das All.

Der Mechanismus, wie diese Fontänen entstehen, ist noch nicht verstanden. Und aus welchen Gasen sie genau bestehen, weiß man auch noch nicht.

Die Nasa-Raumsonde "Cassini" könnte diese Fragen nun beantworten: Sie nähert sich Enceladus auf bis zu 50 Kilometer und wird dabei auch direkt durch eine seiner Eis-Fontänen hindurch fliegen.

Das Manöver ist nicht ungefährlich. Die Fontänen schießen mit Geschwindigkeiten von bis zu 1300 Kilometer pro Stunde aus dem kleinen Mond ins All. "Dieser gewagte Vorbeiflug erfordert außerordentliche technische Finesse", sagt Alan Stern vom Nasa Science Mission Direktorat in Washington. "Aber er hat das Potential, unser Wissen über die Enceladus-Geysire zu revolutionieren."

Die Fontänen entstehen am Südpol des Mondes, den Astronomen schon lange im im Visier haben. Dort gibt es eine Reihe nahezu parallel angeordneter, etwa 130 Kilometer langer Spalten, die scherzhaft Tigerstreifen genannt werden. Sie sind ein paar Grad wärmer als ihre Umgebung. Genau diese Strukturen sind die Quelle der Geysire.

Sie erzeugen um den kleinen Mond eine feine Atmosphäre und sind wohl auch der Grund dafür, dass seine Oberfläche nicht von Kratern übersät ist. Der ständige Nachschub an Eis überdeckt die Meteoriten-Einschlagsnarben, glauben Forscher. Aber sie haben noch mehr zu bieten: Die Partikel aus den Fontänen speisen sogar den äußersten Ring des Saturn mit feinen Partikeln.

Sascha Kempf vom Max-Planck-Institut für Kernphysik in Heidelberg untersucht schon seit langem die Zusammensetzung der Saturnringe und hofft nun auf seine große Stunde. Er ist verantwortlich für die Messungen des Staubanalysegeräts an Bord von "Cassini" während des Vorbeiflugs an Enceladus.

"Wir wissen, dass die Partikel der Saturnringe von Enceladus stammen und aus zwei verschiedenen Typen bestehen: reinem Wassereis und Wassereis mit kleinen Verunreinigungen", sagte Kempf SPIEGEL ONLINE. Er und seine Kollegen vermuten, dass die reinen Eispartikel der Ringe von der Oberfläche Enceladus' stammen, wo sie durch Meteoriten herausgeschlagen wurden. Die leichten Verunreinigungen hingegen, so glauben die Heidelberger Forscher, stammen aus den Fontänen und somit aus dem Inneren des Mondes.

Woher stammen die Ringpartikel genau?

"Cassini", so Kempf, biete bei diesem Heranflug nun die einmalige Chance, beide Partikelquellen - die Eisoberfläche und die Fontänen - mit dem Staubanalysegerät zu untersuchen und seine Theorie zu bestätigen. Dazu aber bleibt nicht viel Zeit: "Der dichte Vorbeiflug an Enceladus und der Flug durch die Fontäne wird insgesamt nur maximal 100 Sekunden dauern", sagt Kempf.

Bleibt die Frage, wie die Fontänen selbst entstehen. Manche Forscher vermuten, dass die Anziehungskraft des Saturn den kleinen Mond quetscht und dehnt. Dabei werden auch die Ränder der Eisspalten bewegt.

Die dabei entstehende Reibungswärme, so vermuten manche Forscher, reiche aus, um die Temperatur zu erhöhen, das Eis zu verflüssigen und Wasser zu verdampfen. Diese "Gezeitenheizung" bewirke, dass ein Teil des verdampften Wassers die Oberfläche erreiche und als Fontäne nach oben schieße. Die Wissenschaftler vermuten zudem, dass es zwischen der Eisschicht und dem festen Kern des Mondes flüssiges Wasser gibt, auf dem das Eis hin- und hergleiten kann.

Kempf ist skeptisch: "Für unterirdische Ozean gibt es keine direkten Belege." Allerdings lege eine neue Arbeit, die vor einem Monat in dem Fachmagazin 'Nature' erschien, die Existenz flüssigen Wassers am Boden der Spalten nahe - hierfür gebe es laut Kempf genügend Evidenz. Um einen unterirdischen Ozean nachzuweisen, so Kempf, müsste das Gravitationsfeld des Mondes sehr exakt vermessen werden, wofür weitere sehr dichte Vorbeiflüge am Mond nötig wären. Da diese Art von Vorbeiflügen meist aber keine gleichzeitigen Kamera beobachtungen erlauben, seien sie unpopulär.

Das Rätsel um die Energiequelle der Fontänen wird die Forscher also noch eine ganze Weile beschäftigen. Wahrscheinlich, so vermutet Kempf, seien mehrere Prozesse an ihrer Entstehung beteiligt, unter anderem auch die Gezeitenheizung. Der Forscher ist aber optimistisch, ihre Herkunft irgendwann einmal enträtseln zu können: "Wenn wir die Beschaffenheit der Fontänenpartikel erst einmal kennen, werden wir auch mehr über die Geologie des Mondes wissen."



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