Saturn und seine Monde

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Er ist 1,5 Milliarden Kilometer von der Sonne entfernt, hat einen dicken Eispanzer und geheimnisvolle blaue Kanäle: Der Saturnmond „Enceladus“ (500 Kilometer Durchmesser, frostige minus 200 Grad Celsius) hat für eine Sensation gesorgt: Forscher vermuten riesige Wassermassen unter dem Eis des Mondes.

Neben der Erde und dem Jupitermond „Europa“ erst der dritte bekannte Himmelskörper in unserem Sonnensystem, auf dem es Wasser in flüssiger Form gibt!

Möglich wurde die Entdeckung durch die Raumsonde „Cassini“. Sie funkte gestern weitere spektakuläre Bilder zur Erde. Auf den Aufnahmen: 100 Kilometer lange, blau schimmernde Spalten, die etwas „wärmer“ als die Umgebung sein sollen. Darunter wird Wasser vermutet.
Ein weiteres Rätsel von „Enceladus“: die geheimnisvollen Riesenfontänen. Sie reichen bis zu 750 Kilometer in den Weltraum (85 Mal höher als der Mount Everest) und bestehen aus feinsten Eispartikeln.

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Köln (dpa) - In nur 50 Kilometer Entfernung ist die Raumsonde Cassini am Saturnmond Enceladus vorbeigeflogen und hat spektakuläre Bilder zur Erde gesendet
Der im Durchmesser nur 500 Kilometer große Eismond interessiert die Forscher wegen seiner geheimnisvollen, riesigen Fontänen und dem Wasser, das unter seiner Eiskruste existiert. «Ich bin begeistert! Die Daten sehen ganz fantastisch aus», sagte Ralf Jaumann vom Berliner Instituts des Deutschen Zentrums für Luft- und Raumfahrt (DLR) nach einer Mitteilung vom Freitag. Cassini hatte den Mond am Mittwoch (12. März) dieser Woche passiert und die Daten am Donnerstag zur Erde gefunkt.
Der Vorbeiflug an dem Saturnmond dauerte nur 100 Sekunden. Dennoch gelangen Cassini den Angaben zufolge Bilder von noch völlig unerforschten Bereichen der nördlichen Halbkugel des Eismondes. Sie zeigen, dass der Mond im Norden nicht so aktiv ist wie im Süden. «Im Norden gibt es vorwiegend ältere Eisflächen, auf denen wir Meteoriteneinschlagkrater finden», erläuterte Jaumann.
Im Süden des Mondes hingegen existieren Fontänen, die bis zu 750 Kilometer ins Weltall reichen - das ist 85 mal so hoch wie der Mount Everest. Warum das Wärmezentrum des Eismondes im Süden liegt, wissen die Forscher nicht. Ebenso unklar ist, woher der Mond seine Energie nimmt, denn er ist fast 1,5 Milliarden Kilometer von der Sonne entfernt. «Wir vermuten, dass die große Gravitationskraft des Riesenplaneten Saturn den Eismond regelrecht durchknetet», sagte Jaumann.
So wie Mond und Sonne durch ihre Schwerkraft die Wassermassen der Ozeane auf der Erde mit in Bewegung setzen, bewegt der Saturn demnach durch seine gewaltige Masse das Wasser im Inneren des relativ nahen Eismondes. Durch diese Bewegung entsteht Reibung, die ein Aufheizen des Mondes zur Folge hat. Allerdings zeigen die bisherigen Modelle über das Innenleben des Eismondes, dass die so entstehende Energie nicht ausreicht, um den Mond derart aufzuheizen

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ine riesige Eisfontäne auf der Südhalbkugel des Saturnmondes Enceladus (Quelle: dpa)
Der Saturnmond Enceladus enthält drei wichtige Zutaten für die Entstehung von Leben. "Enceladus hat Wärme, Wasser und organische Chemikalien - einige der essenziellen Bausteine für das Leben", sagte Dennis Matson vom Jet Propulsion Laboratory der US-Raumfahrtbehörde NASA. "Wir haben quasi eine Rezeptur für das Leben in unseren Händen, aber wir müssen jetzt noch die letzte Zutat finden, flüssiges Wasser." Bislang wurden nur Eis und Wasserdampf direkt nachgewiesen, die Forscher vermuten aber flüssiges Wasser unter der Mondoberfläche. Die europäisch-amerikanische Raumsonde "Cassini" war am 12. März an Enceladus vorbeigeflogen und hat Spektralaufnahmen zur Erde gesendet.

Geheimnisvolle Eisfontänen


Der Eismond von nur 500 Kilometern Durchmesser interessiert die Forscher schon lange, allein wegen seiner geheimnisvollen, riesigen Eisfontänen. Im Auswurf der Geysire entdeckten die Forscher nun Wasserdampf, Erdgas, Kohlenmonoxid, Kohlendioxid und komplexe Kohlenstoffverbindungen. Die Stoffe aus dem Inneren des Mondes ähnelten denen von Kometen, sagte Hunter Waite vom Southwest Research Institute in San Antonio im US-Bundesstaat Texas.

Neue Wärmekarte erstellt


Mit "Cassini"-Daten haben die NASA und die Europäische Weltraumagentur ESA nun eine neue Wärmekarte des Mondes erstellt. Demnach sind einige "Tigerstreifen" am Südpol des Mondes wärmer gedacht. Bestimmte Regionen hätten eine Temperatur von minus 93 Grad Celsius, das sei wärmer als bislang gemessen und wesentlich wärmer als andere Regionen auf dem Mond. "Diese überraschend hohen Temperaturen machen es nun eher wahrscheinlich, dass es flüssiges Wasser nicht weit unter der Oberfläche gibt", erläuterte Waites Kollege John Spencer.

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Los Angeles (AFP) - Auf der Oberfläche des Saturn-Mondes Titan haben US-Wissenschaftler Flüssigkeit entdeckt. Damit sei Titan nach der Erde der zweite Himmelskörper in unserem Sonnensystem mit Flüssigkeit an der Oberfläche. Die Entdeckung wurde mit Hilfe der Raumsonde Cassini gemacht, die Saturn seit 2004 umkreist

Bei vielen Überflügen seien dunkle Flecken auf Titan entdeckt worden, bislang sei aber unklar gewesen, ob es sich um Flüssigkeit oder feste Materie handelte, erläuterte Bob Brown von der Universität von Arizona, der am Cassini-Projekt mitarbeitet. Jetzt habe Cassini gezeigt, dass es sich um Kohlenwasserstoff und Ethan handele

"Das ist die erste Beobachtung, die klarstellt, dass Titan einen Oberflächensee hat, der mit Flüssigkeit gefüllt ist", sagte Brown. Der See habe eine Fläche von ungefähr 20.000 Quadratkilometern. Cassini ist ein US-europäisches Gemeinschaftsprojekt

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Enceladus schleudert gewaltige Eis-Fontänen ins All (Quelle: NASA)Auf dem Saturn-Mond Enceladus könnte es nach Ansicht von US-Wissenschaftlern flüssiges Wasser geben - und damit die Voraussetzung für Leben. Spektakuläre Gasschwaden auf der Mondoberfläche enthalten aller Wahrscheinlichkeit nach Wasserdampf, heißt es in einer Studie die das Fachmagazin "Nature" veröffentlichte.


Die Wissenschaftler des NASA-Laboratoriums in Kalifornien analysierten Daten der Raumsonde "Cassini", die sie vom Enceladus zur Erde gefunkt hatte. Demnach bewegen sich die Wolkenfelder aus Staub und Gas schneller als der Schall.

Es könnte Wasser sein

Projektleiterin Candice Hansen schätzt die Geschwindigkeit auf rund 2200 Kilometer pro Stunde. Das sei unmöglich ohne das Vorhandensein einer Flüssigkeit. Die "Cassini"-Daten lassen den Schluss zu, dass es sich dabei um Wasser handeln könnte.

Gewaltige Eis-Fontänen

Andere Forscher sind sich da nicht so sicher. Bereits 2005 entdeckten US-Wissenschaftler auf Filmaufnahmen der Sonde, wie aus tiefen Gräben in der Südpolregion des Mondes gewaltige Fontänen aus Eisteilchen ins All geschleudert wurden. Angesichts der niedrigen Temperaturen auf dem Saturn-Trabanten könnten solche Geschwindigkeiten auch mit gefrorenen Partikeln erreicht werden, erklärte Andrew Ingersoll vom kalifornischen Institute of Technology.

Temperaturen weit unter Null

Enceladus ist über weite Flächen mit Eis bedeckt, von dem ein Großteil des Sonnenlichts reflektiert wird - Temperaturen von unter minus 200 Grad sind die Regel. Trotzdem widerspricht keiner der Forscher der Ansicht, dass Enceladus, einer von 60 Saturn-Monden, näher auf mögliches Leben untersucht werden sollte.

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Washington (dpa) - Die Raumsonde «Cassini» hat einen weiteren winzigen Mond des Planeten Saturn erspäht. Er könne eine Quelle vieler kleiner Partikel des Saturnrings G sein, berichtete die US-Weltraumbehörde NASA am Dienstag.







In diesem recht dünnen, lichtschwachen Ring sei bislang kein Mond entdeckt worden. Der neue Himmelskörper habe nur einen Durchmesser von einem halben Kilometer.

Die Entdeckung dieses Minimonds sollte zusammen mit anderen «Cassini»-Daten helfen, den bislang mysteriösen Ring G besser zu verstehen, sagte Ralph Lorenz von der Johns Hopkins University in Laurel. Er zählt zu den äußeren Saturnringen. Der Minimond war laut NASA schon vor einigen Monaten erstmals von «Cassini» aufgenommen worden. Die Internationale Astronomische Union habe den Himmelskörper nun offiziell als Mond präsentiert. Bislang sind mehr als 60 Saturn- Monde bekannt.
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Rio de Janeiro/Paris (dpa) - Der Saturnmond Titan ähnelt der Erde äußerlich mehr als jeder andere bekannte Himmelskörper. Dies untermauern zwei Studien, die an diesem Freitag auf der Vollversammlung der Internationalen Astronomischen Union (IAU) in Rio de Janeiro vorgestellt werden sollten







Obwohl auf dem Saturnmond eine Durchschnittstemperatur von etwa 180 Grad Minus herrsche, gebe es dort Bergketten, Dünen und sogar Seen, heißt es in einer vorab veröffentlichten Mitteilung der IAU. Anstelle von Wasser gebe es allerdings flüssiges Methan, das als Regen falle oder Seen bilde. «Es ist wirklich überraschend, wie sehr die Oberfläche des Titans der der Erde ähnelt», betonte die Forscherin Rosaly Lopes.

Neue Erkenntnisse gibt es auch über die vulkanische Aktivität auf dem Saturnmond. Aus Eisvulkanen werde regelmäßig Ammoniak an die Oberfläche geschleudert. Dies ähnele trotz des immensen Temperaturunterschieds der Art und Weise, wie Vulkane auf der Erde funktionieren. Die IAU will in Rio de Janeiro neue Aufnahmen präsentieren, die eine zehnmal höhere Auflösung als bisherige Aufnahmen haben. Die Studien beruhen auf Messungen der NASA-Sonde «Cassini-Huygens», die seit 2004 den Ringplaneten Saturn umrundet

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Neue Radarbilder der Raumsonde Cassini zeigen ein dichtes Netz aus Abflusskanälen und Seen, besonders um den Nordpol des Saturnmonds Titan. Diese Oberflächenmerkmale deuten auf starke Regenfälle von Kohlenwasserstoffen während des dortigen Winters hin, wogegen die sommerliche Südhemisphäre eher trocken zu sein scheint. Über die unterschiedliche Verteilung der durch flüssiges Ethan und Methan ausgewaschenen Kanäle berichtet Mirja Langhans vom Deutschen Zentrum für Luft- und Raumfahrt

Die Ergebnisse sprechen dafür, dass auf Titan deutlich unterschiedliche Jahreszeiten existieren, wie von Planetologen schon seit einiger Zeit vermutet. Da ein Titanjahr mehr als 30 Erdenjahre dauert, wird Cassini jedoch nicht mehr in der Lage sein, Vergleichsdaten vom nördlichen Sommer zu gewinnen.

Titan ist der zweitgrößte Mond des Sonnensystems. Er besitzt große Vorkommen von Kohlenwasserstoffen. Auf der Erde sind diese Verbindungen wie Mehan, Ethan oder Propan gasförmig, doch die Temperaturen von annähernd minus 180 Grad Celsius auf Titan lassen sie flüssig werden oder gar gefrieren. Sie bedecken seine Oberfläche in Form von Seen und Flüssen, welche die Sonde Cassini erstmals 2004 mithilfe ihres Radars unter der dichten Wolkendecke aufspürte.

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Lange Zeit galt es als ein Schlüsselproblem im Verständnis des Riesenplaneten Saturn: Der Gasplanet strahlt etwa doppelt soviel Energie ab wie er von der Sonne erhält. Bislang war es nicht gelungen, zweifelsfrei eine interne Energiequelle zu identifizieren. Physiker der Universität Rostock glauben nun, das Mysterium um den saturnschen Energiehaushalt gelöst zu haben

In der Fachzeitschrift "Physical Review Letters" berichten Winfried Lorenzen, Bastian Holst und Ronald Redmer, dass in einem großen Teil des Saturn-Inneren die Entmischung von Wasserstoff und Helium auftreten muss. "Diese beiden Hauptbestandteile der Planeten Jupiter und Saturn sind unter gewöhnlichen Bedingungen gut mischbar, verlieren diese Eigenschaft aber offenbar unter extremen Bedingungen oberhalb eines Drucks von etwa einer Million Atmosphären in Abhängigkeit von der Temperatur", erklärt Ronald Redmer, Professor für Theoretische Physik in der Pressemitteilung der Universität

Während die Bedingungen für die Entmischung von Wasserstoff und Helium in Saturn ab diesem Druck bis hin zum Kern erfüllt sind, treffen sie im größeren und damit auch wärmerem Jupiter - wenn überhaupt - nur in einer kleinen Schicht zu. Infolge der Entmischung sinken Helium-Tröpfchen langsam in tiefere Schichten ab und geben dabei Gravitati-onsenergie frei. "Dieser bisher nur vermutete Prozess löst damit das Rätsel um die verborgene Energiequelle im Saturn", so Redmer

Zuvor hatte sich bereits der Doktorand Winfried Lorenzen in seiner Diplomarbeit mit der Entmischung von Wasserstoff und Helium beschäftigt und hat hierzu in der Arbeitsgruppe unter Prof. Redmer aufwendige Molekulardynamik-Simulationen durchgeführt. In Zusammenarbeit mit einem weiteren Doktoranden gelang auch die Aufklärung der physikalischen Ursache für die Entmischung von Wasserstoff und Helium. "Winfried Lorenzen und Bastian Holst konnten zeigen, dass Wasserstoff unter diesen extremen Bedingungen leitfähig wird wie ein Metall, während Helium nichtleitend bleibt", erläutert Redmer.

Diese Erkenntnis werden das wissenschaftliche Verständnis des inneren Aufbaus von Saturn und ähnlicher extrasolarer Planeten enorm beeinflussen Eine zentrale Frage sei in diesem Zusammenhang, ob die großen Planeten eine Schichtstruktur haben und in welcher Tiefe die Grenzen zwischen den Schichten liegen. Die nun veröffentlichten Ergebnisse erlauben dazu erstmals genaue Angaben.

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Arecibo/ Puerto Rico - Wissenschaftler der "Universidad de Puerto Rico en Arecibo" (UPRA) haben in einer aktuellen Studie die Planeten und Monde unseres Sonnensystems auf ihre Lebensfreundlichkeit untersucht. Dabei zeigte sich, dass der sogenannte Habitabilitätsindex für den Saturnmond Enceladus am höchsten liegt. Allerdings bezieht sich das Modell bislang nur auf Leben, auf den von der Erde bekannten Grundlagen und berechnet mögliche alternative Erscheinungsformen des Lebens nicht mit ein.

Basierend auf der von Mendez erdachten "Quantitative Habitability Theory" (QH Theory), die von zwei neuen biophysikalischen Parametern, H als Wert für die potentielle Bewohnbarkeit (Habitabilität) und M als Wert für die biologische Dichte (Habitation), ausgeht, haben die Forscher in Arecibo vornehmlich Daten zu Temperatur und Feuchtigkeit miteinander verglichen, da diese sich direkt von den beschriebenen Parametern ableiten lassen, Vergleichswerte von der belebten Erde bekannt sind und auch auf anderen Himmelskörpern verhältnismäßig leicht zu gemessen werden können. Je höher der daraus errechnete Faktor, des von den Forschern "Standard-Primär-Habitabilität" (SPH) genannten Index liegt, desto idealer die Voraussetzungen für Leben auf dem Himmelskörper.
Ihre Ergebnisse haben die Forscher um Professor Abel Mendez auf dem Jahrestreffen der Planetenwissenschaftler der American Astronomical Society (AAS) am vergangenen Montag in Fajardo präsentiert.

Der SPH gibt demnach immer den maximalen Wert für die Lebensfreundlichkeit eines Planeten an. Dieser kann sich jedoch durch weitere Faktoren reduzieren.

Während die Erde heute einen Wert von 0,7 auf der Skala der Wissenschaftler erreicht, lag dieser vor rund 80 Millionen Jahren, in der späten Kreidezeit noch bei 0,9.

Die Liste der nach der Erde am lebensfreundlichsten Himmelskörper wird laut Mendez vom Saturnmond Enceladus angeführt, dicht gefolgt vom Jupitermond Europa und dem Planeten Mars. Allerdings werden die Topwerte von Enceladus durch den Umstand eingeschränkt, dass die Lebensfreundlichkeit des Mondes sich lediglich auf jene Areale unterhalb des gefrorenen Eispanzers und nicht auf die Oberfläche beziehen. Hier vermuten Wissenschaftler schon lange einen oder mehrerer Ozeane aus flüssigem Wasser. Die Chancen, auf der Oberfläche auf Leben zu stoßen, liegen demnach nach der Erde auf Europa und dem Mars an besten.

Zukünftig wollen die Forscher ihre Kriterien auf Faktoren wie Licht, Kohlendioxid- und Sauerstoffgehalt der Luft und die Nährstoffkonzentrationen im Boden der Himmelskörper ausweiten. Die Forscher hoffen auch, ihre Methode auf Planeten und Himmelskörper jenseits unseres Sonnensystems anwenden zu können.