Saturnmond Wie Enceladus zu seinen Tigerstreifen kam

Enceladus, ein kleiner Eismond im Orbit um den Gasriesen Saturn, gilt wegen seines unterirdischen Wasserozeans als heißer Kandidat für die Entstehung von Leben jenseits der Erde. Forscher haben nun berechnet, wie Enceladus zu seinen mysteriösen Tigersteifen kommt. Das sind Spalten im Eispanzer, durch die der kleine Mond Wasser und Eis in den Weltraum schleudert.

von Clemens Haug

Aufnahme des Saturnmondes Enceladus durch die Cassini Raumsonde
Durch leicht verfälschte Farben treten die parallelen Risse im Eispanzer von Enceladus deutlich hervor. Bildrechte: NASA, ESA, JPL, SSI, Cassini Imaging Team

Der kleine Eismond Enceladus gilt als heißer Kandidat für die Entstehung außerirdischen Lebens. Bereits seit längerem ist bekannt, dass Saturns Begleiter eine Oberfläche aus nahezu reinem Wassereis besitzt. Sie ist durchschnittlich 25 Kilometer dick, an den Polen jedoch nur zwischen einem und fünf Kilometer. Unter diesem Eispanzer verbirgt sich ein flüssiger und warmer Ozean.

Die Tigerstreifen sind Risse im Eispanzer von Enceladus

Aufnahme der Raumsonde Cassini, die den Saturnmond Enceladus überpfliegt. Dort steigen Fontänen aus Wassereis über der Mondoberfläche auf.
So sah die Raumsonde Cassini die gigantischen Fontänen, die über dem Südpol von Enceladus aufsteigen. Bildrechte: NASA/JPL/Space Science Institute

Enceladus ist der sechstgrößte Mond des Saturns (der Gasriese hat nach aktueller Zählung insgesamt 82 Trabanten). Die NASA-Raumsonde Cassini hatte ihn im Zuge der Erforschung des Saturnsystems ab 2005 näher untersucht. Bei ihren Vorbeiflügen entdeckte Cassini unter anderem mehrere parallele Spalten im Eispanzer und gigantische Fontänen aus Wasser und Eispartikeln. Solche Strukturen waren im Sonnensystem zuvor noch nicht beobachtet worden und stellten Forscher vor viele Fragen.

Zunächst überlegten sie, wie und wo die nötige Hitze auf Enceladus überhaupt entstehen könnte. Durch Berechnungen entwickelte ein Team um Gaël Choblet von der Universität im französischen Nantes eine Theorie, wonach Gezeitenkräfte dafür verantwortlich sind.

Die enorme Schwerkraft des nahen Saturns zwingt den kleinen Enceladus in eine elliptische Umlaufbahn. Der Mond wird dabei leicht gedehnt und gestreckt. Dadurch wird Druck auf das Wasser seines unterirdischen Ozeans aufgebaut, das sich dabei am felsigen Gesteinskern des Mondes reibt und sich so auf bis zu 90 Grad Celsius erwärmt.

Spalten entstanden ebenfalls durch Gezeitenkräfte

Offen blieb dabei aber die Frage, warum sich die Spalten lediglich am Südpol von Enceladus gebildet haben, nicht aber an seinem Nordpol. Neue Simulationen von einem Team um Douglas Hemingway vom Carnegie Wissenschaftszentrum in den USA zeigen jetzt, dass die von den Gezeitenkräften erzeugten Spannungen sich an einem der Pole entladen. Nach Entstehung der ersten Spalte könne aber genügend Druck entweichen, so dass am anderen Pol keine neuen Spalten entstehen.

Das Forscherteam hält die nach der irakischen Hauptstadt Bagdad benannte Spalte für diese erste Bruchlinie. Sie hat eine Länge von etwa 135 Kilometern. Durch sie seien dann Wasser und Eis ausgetreten, die teilweise durch die Schwerkraft zurück auf die Oberfläche gefallen seien. Dadurch entstand zusätzliches Gewicht auf dem Eispanzer, wodurch sich Eisplatten verbogen hätten und parallele Risse in etwa 35 Kilometer Entfernung entstanden seien.

Künstlerische Darstellung des Saturnsystems mit den Ringen und Monden.
Bildrechte: NASA/JPL

Bedingungen auf Enceladus aufgrund geringer Schwerkraft wahrscheinlich einzigartig

Größenvergleich des Saturnmondes Enceladus mit einer Karte der Nordsee und England. Enceladus füllt die Fläche zwischen England und Skandinavien aus.
Größenvergleich des Saturnmondes Enceladus mit einer Karte der Nordsee und England. Bildrechte: NASA/JPL/Space Science Institute

"Nur dank dieser Risse war die Sonde in der Lage, Wasserproben des unterirdischen Ozeans zu erhalten. Wir wollten deshalb die Kräfte verstehen, die diese Spalten gebildet und erhalten haben", sagt Douglas Hemingway. "Unsere Modellierung weist auf eine möglicherweise einzigartige Abfolge von Ereignissen und Prozessen hin, die diese Streifen ermöglicht haben". Bei größeren Monden wäre die Schwerkraft möglicherweise stark genug, um die Spalten wieder dauerhaft zu verschließen. Enceladus besitzt mit einem Durchmesser von 505 Kilometer nur etwas mehr als ein Drittel der Größe unseres Erdenmondes. Die Bedingungen auf ihm könnten von daher einmalig im Sonnensystem sein.

Dieses Thema im Programm: MDR JUMP | 09. Juni 2019 | 14:10 Uhr

Zuletzt aktualisiert: 10. Dezember 2019, 09:35 Uhr

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