Forum für Wissenschaft, Industrie und Wirtschaft

Hauptsponsoren:     3M 
Datenbankrecherche:

 

Schockgefrostetes Meerwasser sprüht aus Enceladus

22.06.2011
Neue Messungen bestätigten einen flüssigen Ozean unter der Eiskruste des Saturnmonds

Existiert auf Enceladus ein Ozean oder nicht? Diese Frage beschäftigte Forscher, seitdem die Raumsonde Cassini in der südpolaren Eiskruste des Saturnmonds Brüche entdeckte, aus denen Fontänen von Wasserdampf und Eiskörnchen schießen. Frühere Messungen der Zusammensetzung dieser Partikel mit dem Staubdetektor des Max-Planck-Instituts für Kernphysik lieferten Indizien für einen flüssigen Ozean. Andere Wissenschaftler dagegen lehnten diese Erklärung ab. Neue Daten von einem nahen Vorbeiflug am Enceladus haben diese Zweifel nun ausgeräumt.


Eisspray im All: Die Blautöne zeigen den berechneten Anteil der salzreichen Eispartikel in den Fontänen über dem Südpol des Saturnmonds Enceladus (links oben). Deutlich zu erkennen sind die hellen Überschall-Jets aus drei Düsen, die Cassini gekreuzt hat (graue senkrechte Linie). Die roten Kurven entsprechen verschiedenen mittleren Partikelradien – mit den größten nahe bei Enceladus. © NASA/JPL / Universität Potsdam

Mit rund 500 Kilometern Durchmesser gehört Enceladus zu den eher kleinen Saturnmonden. Er hat einen felsigen Kern unter einer rund 80 Kilometer dicken Eiskruste. In der Südpolregion weist seine Oberfläche eine Serie von Brüchen und Spalten auf. Diese „Tigerstreifen“ stoßen Fontänen von Wasserdampf und winzigen Eispartikeln aus. Dabei strömt aus einzelnen Düsen der Wasserdampf mit Überschallgeschwindigkeit und speist damit den diffusen äußeren E-Ring um den Riesenplaneten.

Im Jahr 2009 veröffentlichten Wissenschaftler die Analyse der chemischen Zusammensetzung von Eispartikeln im E-Ring des Saturn. In den Daten, gewonnen mit dem Cosmic Dust Analyzer (CDA) des Max-Planck-Instituts für Kernphysik an Bord der Raumsonde Cassini, fanden die Forscher drei Sorten von Eispartikeln. Eine davon enthält Salze – und zwar in einer Menge und Zusammensetzung, die für einen Ozean zwischen Eiskruste und felsigem Kern spricht. In der Folge entbrannte eine Debatte darüber, ob die salzhaltigen Eispartikel nicht auch ohne flüssiges Wasser entstehen könnten.

Als Cassini in einer Höhe von nur 21 Kilometer über dem Südpol von Enceladus durch die Fontänen flog, bot sich die Gelegenheit, die frisch ausgestoßenen Eiskörnchen direkt unter die Lupe zu nehmen. Der Staubdetektor fand die gleichen drei Sorten von Eispartikeln wie im E-Ring, deren Anteile sich aber mit dem Abstand von der Quelle markant verändern: Nahe daran dominieren die salzhaltigen Teilchen; weiter entfernt überwiegen die reinen Eispartikel (ebenso wie im E-Ring).

Der Anteil der Silikat oder organisches Material enthaltenden Partikel ist in den Fontänen leicht erhöht. Außerdem sind die salzhaltigen Eiskörnchen größer und langsamer als die salzfreien. Wenn Cassini durch den Überschall-Jet einer Düse flog, registrierte der CDA einen erhöhten Anteil der kleinen salzfreien Partikel im Vergleich zum Auswurf der übrigen „Tigerstreifen“.

Für Frank Postberg, Forscher am Max-Planck-Institut für Kernphysik und an der Universität Heidelberg, gibt es für diese Befunde und für die Quellen der Fontänen nur eine einzige plausible Erklärung: große Salzwasserreservoire, gespeist von einem Ozean zwischen Eiskruste und felsigem Kern von Enceladus. Die salzhaltigen Eispartikel sind schockgefrostetes Meerwasserspray und stellen den Löwenanteil der ausgestoßenen Körnchen, während die reinen Eispartikel aus Wasserdampf – hauptsächlich in den Düsen – entstehen. Weil sie leichter sind, werden sie vom Dampfstrahl stärker mitgerissen und erreichen den E-Ring. Dagegen fallen die schwereren salzigen Partikel größtenteils auf die Enceladusoberfläche zurück.

Ansprechpartner
Dr. Gertrud Hönes
Pressestelle
Max-Planck-Institut für Kernphysik, Heidelberg
Telefon: +49 6221 516-572
E-Mail: info@mpi-hd.mpg.de
Dr. Frank Postberg
Universität Heidelberg
Max-Planck-Institut für Kernphysik, Heidelberg
Telefon: +49 6221 516-543
E-Mail: frank.postberg@mpi-hd.mpg.de
Originalveröffentlichungen
F. Postberg, J. Schmidt, J. Hillier, S. Kempf & R. Srama
A salt-water reservoir as the source of a compositionally stratified plume on Enceladus

Nature, 22. Juni 2011 (doi:10.1038/nature10175)

F. Postberg, S. Kempf, J. Schmidt, N. Brilliantov, A. Beinsen, B. Abel, U. Buck & R. Srama

Sodium salts in E-ring ice grains from an ocean below the surface of Enceladus
Nature 459, 1098-1101, 2009 (doi:10.1038/nature08046)

Dr. Gertrud Hönes | Max-Planck-Institut
Weitere Informationen:
http://www.mpg.de/4350375

Weitere Nachrichten aus der Kategorie Physik Astronomie:

nachricht MADMAX: Ein neues Experiment zur Erforschung der Dunklen Materie
20.10.2017 | Max-Planck-Institut für Physik

nachricht Hochfeldmagnet am BER II: Einblick in eine versteckte Ordnung
20.10.2017 | Helmholtz-Zentrum Berlin für Materialien und Energie GmbH

Alle Nachrichten aus der Kategorie: Physik Astronomie >>>

Die aktuellsten Pressemeldungen zum Suchbegriff Innovation >>>

Die letzten 5 Focus-News des innovations-reports im Überblick:

Im Focus: Salmonellen als Medikament gegen Tumore

HZI-Forscher entwickeln Bakterienstamm, der in der Krebstherapie eingesetzt werden kann

Salmonellen sind gefährliche Krankheitserreger, die über verdorbene Lebensmittel in den Körper gelangen und schwere Infektionen verursachen können. Jedoch ist...

Im Focus: Salmonella as a tumour medication

HZI researchers developed a bacterial strain that can be used in cancer therapy

Salmonellae are dangerous pathogens that enter the body via contaminated food and can cause severe infections. But these bacteria are also known to target...

Im Focus: Hochfeldmagnet am BER II: Einblick in eine versteckte Ordnung

Seit dreißig Jahren gibt eine bestimmte Uranverbindung der Forschung Rätsel auf. Obwohl die Kristallstruktur einfach ist, versteht niemand, was beim Abkühlen unter eine bestimmte Temperatur genau passiert. Offenbar entsteht eine so genannte „versteckte Ordnung“, deren Natur völlig unklar ist. Nun haben Physiker erstmals diese versteckte Ordnung näher charakterisiert und auf mikroskopischer Skala untersucht. Dazu nutzten sie den Hochfeldmagneten am HZB, der Neutronenexperimente unter extrem hohen magnetischen Feldern ermöglicht.

Kristalle aus den Elementen Uran, Ruthenium, Rhodium und Silizium haben eine geometrisch einfache Struktur und sollten keine Geheimnisse mehr bergen. Doch das...

Im Focus: Schmetterlingsflügel inspiriert Photovoltaik: Absorption lässt sich um bis zu 200 Prozent steigern

Sonnenlicht, das von Solarzellen reflektiert wird, geht als ungenutzte Energie verloren. Die Flügel des Schmetterlings „Gewöhnliche Rose“ (Pachliopta aristolochiae) zeichnen sich durch Nanostrukturen aus, kleinste Löcher, die Licht über ein breites Spektrum deutlich besser absorbieren als glatte Oberflächen. Forschern am Karlsruher Institut für Technologie (KIT) ist es nun gelungen, diese Nanostrukturen auf Solarzellen zu übertragen und deren Licht-Absorptionsrate so um bis zu 200 Prozent zu steigern. Ihre Ergebnisse veröffentlichten die Wissenschaftler nun im Fachmagazin Science Advances. DOI: 10.1126/sciadv.1700232

„Der von uns untersuchte Schmetterling hat eine augenscheinliche Besonderheit: Er ist extrem dunkelschwarz. Das liegt daran, dass er für eine optimale...

Im Focus: Schnelle individualisierte Therapiewahl durch Sortierung von Biomolekülen und Zellen mit Licht

Im Blut zirkulierende Biomoleküle und Zellen sind Träger diagnostischer Information, deren Analyse hochwirksame, individuelle Therapien ermöglichen. Um diese Information zu erschließen, haben Wissenschaftler des Fraunhofer-Instituts für Lasertechnik ILT ein Mikrochip-basiertes Diagnosegerät entwickelt: Der »AnaLighter« analysiert und sortiert klinisch relevante Biomoleküle und Zellen in einer Blutprobe mit Licht. Dadurch können Frühdiagnosen beispielsweise von Tumor- sowie Herz-Kreislauf-Erkrankungen gestellt und patientenindividuelle Therapien eingeleitet werden. Experten des Fraunhofer ILT stellen diese Technologie vom 13.–16. November auf der COMPAMED 2017 in Düsseldorf vor.

Der »AnaLighter« ist ein kompaktes Diagnosegerät zum Sortieren von Zellen und Biomolekülen. Sein technologischer Kern basiert auf einem optisch schaltbaren...

Alle Focus-News des Innovations-reports >>>

Anzeige

Anzeige

IHR
JOB & KARRIERE
SERVICE
im innovations-report
in Kooperation mit academics
Veranstaltungen

Konferenz IT-Security Community Xchange (IT-SECX) am 10. November 2017

23.10.2017 | Veranstaltungen

Die Zukunft der Luftfracht

23.10.2017 | Veranstaltungen

Ehrung des Autors Herbert W. Franke mit dem Kurd-Laßwitz-Sonderpreis 2017

23.10.2017 | Veranstaltungen

 
VideoLinks
B2B-VideoLinks
Weitere VideoLinks >>>
Aktuelle Beiträge

Magma sucht sich nach Flankenkollaps neue Wege

23.10.2017 | Geowissenschaften

Neues Sensorsystem sorgt für sichere Ernte

23.10.2017 | Informationstechnologie

Salmonellen als Medikament gegen Tumore

23.10.2017 | Biowissenschaften Chemie