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Astronomie+Physik

Das Geheimnis der Tigerstreifen

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Am Südpol von Enceladus entweichen ständig Wasserdampf und Eis aus mehreren Eisspalten. (c) NASA/JPL/SSI
In großer Entfernung von der Sonne gibt es flüssiges Wasser ? und zwar auf dem kleinen Saturnmond Enceladus. Die Eiskörnchen, die aus Spalten am Südpol des Mondes entweichen, stammen höchstwahrscheinlich aus einem salzigen Ozean unter der Oberfläche. Das zeigt eine genaue Analyse der Zusammensetzung der Teilchen durch die Raumsonde Cassini.

Bislang hatten Planetenforscher mehrere potenzielle Erklärungen dazu, wie Enceladus ungewöhnliche Ausbrüche entstehen. Aus vier Spalten am Südpol, den sogenannten Tigerstreifen, strömen ständig Wasserdampf und Eisteilchen ins All. Ob sich unter der Oberfläche flüssiges Wasser befindet, war aber umstritten. Einige Forscher vermuteten zum Beispiel, dass sich in Enceladus‘ Innerem sogenannte Clathrate befinden. Dabei handelt es sich um Käfigverbindungen aus Eis und einem Gas, zum Beispiel Methan oder Kohlendioxid. Clathrate können sich unter bestimmten Bedingungen auflösen. Andere Experten nahmen dagegen an, dass warmes Eis oder kochendes Salzwasser Enceladus Fontänen speisen könnten.

Die bisherigen Theorien beruhten auf der Analyse von Eiskörnchen im E-Ring des Planeten Saturn, die von Enceladus Fontänen stammen. Doch jetzt hat ein Team um Frank Postberg die aktive Region über dem Südpol von Enceladus direkt unter die Lupe genommen. Die Forscher können nun die meisten Modelle ausschließen.

Postberg und seine Kollegen werteten Daten von drei Cassini-Vorbeiflügen aus, bei denen die Sonde die Wolke über den Tigerstreifen direkt durchquerte. Dabei registrierte ein Instrument, wie sich die Zusammensetzung der Eisteilchen veränderte, je näher Cassini der Quelle des Ausbruchs kam. Im Zentrum der Fontänen dominierten langsame, relativ große Eisteilchen mit einem Salzgehalt zwischen einem halben und zwei Prozent. Mehr als zwei Drittel aller Eiskörnchen gehörte zu dieser Sorte, ihr Anteil an der Masse betrug sogar 99 Prozent. Der Anteil eines anderen, salzarmen Typs von Eisteilchen nahm dagegen ab, je mehr Cassini sich dem Zentrum der Fontäne näherte.

Die salzigen Eiskörnchen, berichten die Forscher, sind eine Art schockgefrorener Sprühnebel, der sich über einem flüssigen Ozean gebildet haben muss. Dazu passen der relativ große Durchmesser und die niedrige Geschwindigkeit der Körnchen, wie die Forscher mit einem Computermodell nachweisen. Andere mögliche Quellen können sie dagegen ausschließen. So halten sie alle Ideen, in denen kein flüssiges Wasser vorkommt, nicht für plausibel.

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Ihrer Meinung nach spricht alles dafür, dass sich unter den Tigerstreifen ein oder mehrere Wasserreservoirs mit einer relativ großen Oberfläche befinden, von denen ständig ein feiner Nebel aufsteigt. Das Wasser ist salzig, weil es in Kontakt mit dem Gesteinskern von Enceladus steht und leicht lösliche Mineralien herausgelaugt hat ? genau wie das Meerwasser auf der Erde.

Frank Postberg (Universität Heidelberg) et al.: Nature, Online-Vorabveröffentlichung, doi: 10.1038/nature10175 wissenschaft.de – Ute Kehse
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