Gesundheit: Eisfontäne im All

Lange Zeit hielten die Astronomen Enceladus für eine unbedeutende kleine Eiswelt. Doch im vergangenen Jahr flog die amerikanische Sonde Cassini dreimal nahe an dem Saturnmond vorbei – und zeigte, dass es sich bei der gerade einmal 500 Kilometer großen Miniaturwelt um einen der interessantesten Himmelskörper des Sonnensystems handelt. Die Oberfläche von Enceladus ist mit frischem Eis übersät und zeigt trotz seiner geringen Größe Anzeichen tektonischer Aktivität. Zudem schießt vom Südpol des Mondes eine gewaltige Fontäne aus Eispartikeln ins All.

In der aktuellen Ausgabe des Wissenschaftsmagazins „Science“ (Band 311) präsentieren gleich neun internationale Forscherteams ihre Analysen der von Cassini gesammelten Daten. Die Arbeiten zeichnen ein neues und faszinierendes Bild des kleinen Mondes, der unter seiner Oberfläche möglicherweise einen Ozean aus Salzwasser verbirgt. Unter den Autoren sind auch Wissenschaftler um Gerhard Neukum, Arbeitsgruppe „Fernerkundung der Erde und der Planeten“ an der Freien Universität Berlin sowie um Ralf Jaumann vom Deutschen Zentrum für Luft- und Raumfahrt in Berlin-Adlershof.

Enceladus wurde am 28. August 1789 vom britischen Astronomen William Herschel als sechster Mond des Planeten Saturn entdeckt. In der griechischen Mythologie war Enceladus ein Riese – doch der Mond Enceladus ist eher ein Zwerg. Titan, der größte der 33 offiziell registrierten Saturnmonde, besitzt mit 5150 Kilometern mehr als den zehnfachen Durchmesser von Enceladus.

Die Oberfläche von Enceladus ist blendend weiß: Sie reflektiert 99 Prozent des einfallenden Sonnenlichts, da sie aus nahezu reinem Eis besteht. Doch die Aufnahmen von Cassini zeigten, dass die Oberfläche des Saturnmondes keineswegs so gleichmäßig weiß ist wie zuvor vermutet. Am Südpol von Enceladus entdeckten die Forscher vier parallel verlaufende, über 100 Kilometer lange dunkle Furchen. Bei diesen „Tigerstreifen“ handelt es sich offenbar um tiefe Schluchten, in denen sich neben Eis auch Kohlendioxid („Trockeneis“) und eine Mixtur leichterer organischer Substanzen befinden.

Die Wissenschaftler vermuten, dass in den Tigerstreifen durch tektonische Aktivität wärmeres Material aus dem Inneren des Mondes an die minus 200 Grad Celsius kalte Oberfläche tritt. Tatsächlich zeigten die Sensoren der Cassini-Sonde, dass sich in der Südpolregion ein „Hot Spot“ befindet, eine Region also, die wärmer ist als ihre Umgebung. Die Tigerstreifen sind sogar 15 Grad wärmer als ihre Umgebung.

Die größte Sensation war jedoch die Entdeckung einer gewaltigen Fontäne aus feinen Eispartikeln und Staub, die vom Südpol des Saturnmondes ins All schießt. Mit „Old Faithful“, dem größten Geysir des Yellowstone Nationalparks, verglichen die begeisterten Forscher die Fontäne. Da Enceladus keine Atmosphäre besitzt, gefriert das offenbar wie bei einem irdischen Geysir unter hohem Druck herausschießende Wasser allerdings sofort zu Eis.

Da zudem die Schwerkraft des Saturnmondes gering ist – sie beträgt lediglich ein Sechsundachtzigstel der irdischen Schwerkraft –, schießt die Fontäne mehrere tausend Kilometer weit ins Weltall. Nur ein Teil der Eispartikel regnet als frischer Schnee wieder auf die Oberfläche des Himmelskörpers herab und sorgt so für dessen blendend weiße Oberfläche. Der Rest verteilt sich entlang der Umlaufbahn des Mondes um den Saturn und bildet den „E-Ring“, einen schwach bläulich leuchtenden Ring außerhalb des bekannten, schon im kleinen Fernrohr sichtbaren Ringsystems des Saturn.

Bislang konnten die Wissenschaftler den genauen Ursprung der Fontäne nicht ausmachen. Sie scheint jedoch von mehreren Geysiren auf der Oberfläche gespeist zu werden – die möglicherweise in den Schluchten der Tigerstreifen liegen. Die Forscher hoffen, das Rätsel der Eisfontäne bei weiteren Vorbeiflügen von Cassini zu lösen. So soll die Sonde im März 2008 in nur hundert Kilometern Höhe über die Oberfläche des Mondes hinwegfliegen.

Vielleicht können weitere Beobachtungen auch dabei helfen, die Frage zu beantworten, wie eine so kleine Welt wie Enceladus überhaupt eine so ausgeprägte Aktivität zeigen kann. „Es ist schwer für einen Himmelskörper, der so klein ist wie Enceladus, genügend Wärme für ein so großes Phänomen aufzubringen“, sagt Robert Brown, Universität von Arizona. Radioaktiver Zerfall im Inneren des Mondes könnte nach Ansicht der Forscher höchstens für langsamen Ausfluss eines matschigen Gemisches aus Ammoniak und Wasser sorgen.

Der amerikanische Planetenforscher Jeffrey Kargel vermutet, dass es auf dem Saturnmond eine Plattentektonik ganz ähnlich wie auf der Erde geben könnte. Allerdings bestehen die Kontinentalplatten auf Enceladus aus Eis. Es handelt sich um gewaltige Gletscher, die auf einem mehrere Kilometer tiefen Ozean aus Salzwasser treiben.

Als Energielieferant vermutet Kargel unter anderem die Gezeitenreibung. Die gewaltige Anziehungskraft des Saturn walkt den kleinen Mond sozusagen durch und erzeugt so Wärme. Dadurch kann sich im Inneren von Enceladus ein flüssiger Ozean erhalten und die tektonische Aktivität antreiben. Allerdings ist Enceladus für einen starken Gezeiteneffekt eigentlich zu weit von Saturn entfernt, und der benachbarte, vergleichbar große Mond Mimas ist zudem geologisch ruhig. „Die unglaubliche Geologie von Enceladus ist ein wunderbares Rätsel für uns“, erklärt Brown.

Durch genaue Vermessung des Magnetfelds in der Umgebung von Enceladus ließe sich durch Cassini vielleicht schon bald die Existenz eines Ozeans unter der Eisoberfläche des Saturnmondes nachweisen. Nicht auszuschließen, so Kargel, dass es in einem solchen Salzwasserozean sogar Leben geben könnte.