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Die Eisfontänen am Südpol des Saturnmonds Enceladus. | Copyright: NASA/ESA

Washington/ USA - Aus Spalten im Eispanzer der Südpolregion des Saturnmondes Enceladus schießen gewaltige Fontänen aus Wassereis und Staub. Gespeist werden diese von unter dem Eis verborgenen großen Wasserspeichern oder gar ganzen Ozeanen. In diesen könnte, so vermuten Wissenschaftler, auch Leben - zumindest in mikrobischer Form - entstanden sein.
Der Saturnmond bietet damit die einzigartige Möglichkeit, ein potentielles außerirdisches Ökosystem direkt zu untersuchen, ohne mit einer kostenaufwendigen Mission auf dem Mond selbst landen und in die Tiefe vordringen zu müssen.

"Aus der Südpolregion von Enceladus sprühen mehr als 90 Fontänen immerzu Wassernebel, Eispartikel und organische Stoffe ins All", erläutert die Planetenwissenschaftlerin Carolyn Porco vom Team der aktuellen Saturnmission "Cassini", deren Sonde in den vergangen Jahren mehrfach direkt durch den Sprühnebel der Fontänen hindurchgeflogen ist, und dessen Zusammensetzung analysieren konnte (...wir berichteten, s Links). "Dabei zeigte sich, dass sich in dem Wasser neben organischen Komponenten auch Salze finden und der Salzgehalt des Enceladus-Wassers in etwa dem der irdischen Ozeane entspricht. (...) Zudem gibt es eine natürliche Energiequelle (vermutlich die starke Gezeitenkraft des Saturn, der seinen Mond fortwährend dehnt und staucht), die in und um die Spalten im Eispanzer und im Innern des Saturnmondes Temperaturen von rund 50 Grad entstehen lassen kann."

"Enceladus könnte also Bedingungen liefern, wie wir sie auch im Innern der Erde vorfinden. Eine ergiebige Wärmequelle und flüssiges Wasser gibt es beispielsweise auch in unterirdischem vulkanischen Gestein auf der Erde", so Porco. "Organismen in diesem Gestein ernähren sich von Wasserstoff, der durch die Reaktion zwischen Wasser und dem heißen Gestein entsteht und Kohlendioxid, wodurch sie wiederum Methan abgeben, das wiederum zu Wasserstoff recycelt wird. All das geschieht zudem ohne das Zutun von Sonnenlicht."

Für die Forscherin bietet Enceladus demnach also idealste Bedingungen, für eine Wissenschaftsmission auf der Suche nach außerirdischem Leben. "Der Saturnmond speit all diese Komponenten in großer Menge in den Weltraum. Und auch wenn diese Vorstellung verrückt klingt, aber auf diese Weise könnte es auf Enceladus Mikroben schneien. Letztendlich ist es der vielversprechendste Ort für eine astrobiologische Mission. Wir müssen noch nicht einmal auf der Oberfläche dieses Mondes graben. Wir müssen einfach nur durch die Fontänen hindurchfliegen und diese direkt beproben. Alternativ könnte auch eine Mission neben den Spalten, aus denen die Fontänen herausschießen, landen und ihre Fühler direkt in sie hineinhalten."

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Der Ontario Lacus auf Saturn gleicht der Etosha-Pfanne in Namibia. (Klicken Sie auf die Bildmitte, um zu einer vergrößerten Darstellung zu gelangen.) | Copyright: JPL/NASA. Envisat (Radarbild Erde) ESA, LPGNantes (Comp.)

Nantes/ Frankreich - Die Neuauswertung von Bilddaten der NASA-Saturnsonde Cassini legen nahe, dass auf dem Saturnmond Titan mit dem Methan-Ethansee Ontario Lacus eine Entsprechung der sogenannten Etosha-Salzpfanne, dem Boden eines ehemaligen Sees im Norden Namibias, existiert.

Wie die Forscher um Thomas Cornet von der Université de Nantes und Bonnie Buratti vom "Jet Propulsion Laboratory" (JPL) der NASA aktuell im Fachmagazin "Icarus" berichten, zeigen Merkmale des Titansees, dass dieser im Gegensatz zu früheren Vermutungen nicht fortwährend vollständig mit flüssigen Kohlenwasserstoffen (Methan, Ethan, Propan) gefüllt ist. Somit zeichnen die neuen Daten eher das Bild einer relativ flachen Absenkung im Gelände als das eines Sees. Diese fülle sich immer wieder mit Flüssigkeit aus dem Untergrund.

Auf diesem Umstand deuten zum einen langanhaltende Kanäle im Uferboden und ringförmige Ablagerungen entlang der Uferlinien hin. "Aus unseren Beobachtungen schlussfolgern wir, dass der feste Untergrund des Ontario Lacus mit großer Wahrscheinlichkeit in diesen Regionen freiliegt", so Cornet. Da der trockene Teil des Sees jedoch wahrscheinlich von einer mit Flüssigkeit gesättigten Salzkruste bedeckt ist, erscheine dieser auf den bisherigen Radaraufnahmen die gesamte Fläche als flüssige Oberfläche. Schon zuvor hatten NASA-Wissenschaftler schwankende Pegelstände des Ontario Lacus dokumentiert (...wir berichteten).

Aufgrund dieser Merkmale gleicht der Ontario Lacus der sogenannten Etosha-Salzpfanne im nördlichen Nambia. Auch dieses Seebett füllt sich immer wieder mit einer flachen Wasserschicht aus während der Regenzeit an die Oberfläche steigendem Grundwasser. Kurze Zeit später verdampft dieses Wasser dann wieder und hinterlässt so am einstigen Uferverlauf die charakteristischen Ablagerungsringe.

Während sich die Etosha-Pfanne mit Wasser füllt, handelt es sich im Falle des Ontario Lacus auf Titan um ein Gemisch auf flüssigem Methan, Ethan und Propan - der Kreislauf, durch den die Becken gefüllt werden, erscheint jedoch sehr ähnlich. Neben der Erde ist Titan der einzige bislang bekannte Himmelskörper, auf dem ein Flüssigkeitskreislauf existiert und wie auf der Erde, so sind auch die Seen auf dem Saturnmond Teil dieser Prozesse.

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Cassini-Nahaufnahme des Saturnmondes Phoebe. (Klicken Sie auf die Bildmitte, um zu einer vergrößerten Darstellung zu gelangen.) | Copyright: NASA/JPL-Caltech/Space Science Institute

Pasadena/ USA – Der heutige Saturnmond Phoebe war einst ein Planetenvorläufer, ein sogenannter Planetesimal. Zu diesem Ergebnis kommen NASA-Wissenschaftler anhand neuer Daten der Saturnsonde Cassini und aktueller Simulationen. Phoebe bietet somit den Forschern damit einen Blick in jene Zeit, in der das Sonnensystem entstand.

Wie die Planetenforscher um Julie Castillo-Rogez vom "Jet Propulsion Laboratory" (JPL) der NASA aktuell in der Fachzeitschrift "Icarus" berichten, zeichnen die neuen Daten zur chemischen Zusammensetzung, Geophysik und Geologie ein gänzlich neues Bild des ungewöhnlichen Saturnmondes.

"Objekte wie Phoebe habe sich wahrscheinlich sehr schnell gebildet und stellen sozusagen die Grundbausteine von Planeten dar", so Castillo-Rogez. Die Forscher gehen davon aus, dass Phoebe einst im Kuipergürtel entstand. Diese ringförmige und vergleichsweise flache Region außerhalb der Neptunbahn erstreckt sich in einer Entfernung von ungefähr 30 bis 50 Astronomischen Einheiten (AE) nahe der Ekliptik und beinhaltet tausende Objekte, darunter schätzungsweise mehr als 70.000 Objekte mit mehr als 100 km Durchmesser.

Die neuen Daten belegen, dass der Saturnmond schon in seiner frühen Geschichte kugelförmig und heiß war und aus dichtem gesteinsreichen Material im Zentrum bestand. Noch heute ist die Phoebes Dichte in etwa gleich hoch wie die von Pluto, dem ehemalig neunten Planeten, der 2006 zu einem Kleinplaneten bzw. einem sogenannten Plutoiden herabgestuft wurde und die Sonne ebenfalls als eines der größten Objekte des Kuipergürtels umkreist.

Die Wissenschaftler gehen davon aus, dass Phoebe einst von der Schwerkraft des Saturns eingefangen wurde, als dieser – wie auch immer - dem Planeten zu nahe gekommen war.

Der Ringplanet wird von einer regelrechten Wolke aus unregelmäßigen Mond auf einer zur Äquatorialebene des Saturns geneigten Umlaufbahn umkreist. Unter diesen Monden sticht Phoebe nicht nur als größter Vertreter heraus, sondern unterscheidet sich auch durch seine den anderen Mond entgegengesetzten Umdrehungsrichtung.


Die Cassini-Aufnahmen belegen die annähernde Kugelform von Phoebe. (Klicken Sie auf die Bildmitte, um zu einer vergrößerten Darstellung zu gelangen.) | Copyright: NASA/JPL-Caltech/SSI/Cornel

Die neuen Analysen der Forscher legen nahe, dass Phoebe innerhalb der ersten drei Milliarden Jahre des Sonnensystems entstanden ist und ursprünglich wahrscheinlich eher von poröser Struktur war, die in sich selbst zusammengefallen ist und sich dadurch verdichtet hatte, als der Körper sich zunehmend aufheizte. Auf diese Weise erlangte Phoebe eine um rund 40 Prozent höher Dichte als die anderen inneren Saturnmonde.

Lange Zeit gingen Wissenschaftler davon aus, dass sich Objekte wie Phoebe schon als kartoffelförmige Körper gebildet hatten und erst später durch innere radioaktive Prozesse erhitzt und kugelförmig wurden.

"Die neuen Cassini-Daten und die darauf basierenden angepassten Modelle zeichnen nun das Bild eines schon von Beginn an kugelförmigen Körpers", erläutert der Mitautor der Studie Peter Thomas von der Cornell University.

Des Weiteren vermuten die Wissenschaftler, dass Phoebe viele Millionen Jahre lang warm geblieben war bevor er zum heute frostigen Mond erstarrte. Die Wärme, das belegen die neuen Daten, könnte sogar flüssiges Wasser auf seiner Oberfläche ermöglicht haben. Tatsächlich konnte Cassini schon früher einen hohen Anteil an wasserreichen Materialien auf der Oberfläche des Saturnmondes identifizieren. Ins innere des Sonnensystems wanderte Phoebe jedoch vermutlich erst nachdem der Planetenvorläufer sich abgekühlt hatte.

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Der Saturnmond Titan vor dem Hintergrund des Ringsystems seines Planeten. Bei der dunklen Region um den Äquator handelt es sich um die Region Shangri-La, in der Forscher nun einen tropischen See entdeckt haben. | Copyright: NASA/JPL-Caltech/Space Science Institute

Pasadena (USA) - Auf Aufnahmen der Raumsonde "Cassini" haben Wissenschaftler der NASA langjährige Seen flüssigen Methans in der "tropischen" Sangri-La-Region des Saturnmondes Titan entdeckt. Einer der Seen hat eine Ausdehnung die jener des Großen Salzsees im US-Bundesstaat Utah gleichkommt und eine Tiefe von mindestens einem Meter. Für die Forschung kommt diese Entdeckung gänzlich unerwartet, glaubten die Wissenschaftler bislang doch, dass langjährige Seen nur in den Polregionen des Saturnmondes existieren können.

Der jetzt erneut von Cassini aufgenommene See in der Shangri-La-Region wurde schon 2004 entdeckt und hat sich seither erhalten. Da die Sonde während ihrer ganzen Mission bislang nur einmal Regen in den äquatorialen Regionen des Saturnmondes nachweisen konnte, gehen die Forscher davon aus, dass es sich hier um eine von möglicherweise mehreren Oasen handelt.

Wie die Forscher um Caitlin Griffith von der University of Arizona aktuell im Fachmagazin "Nature" berichten, erhoffen sie sich von der neuen Erkenntnis und dem Studium der Feuchtgebiete auf Titan weitere Informationen über Wetter und Klima.

Ganz wie die Erde in Form von Wasser, verfügt auch der Größte der Saturnmonde über einen Flüssigkeitskreislauf, der hier jedoch aufs flüssigen Kohlenwasserstoffen wie Methan und Ethan besteht. Zudem gehen Wissenschaftler davon aus, dass Methan in der Titanatmosphäre von ultraviolettem Licht zu komplexen organischen Reaktionen aufgebrochen wird. Woher jedoch der Nachschub an Methan stammt, konnte bislang noch nicht geklärt werden.

"Grund-'Wasser' führenden Schichten könnten die umstrittenen Fragen über die Existenz von Methan klären, das fortwährend auf Titan abgereichert wird", so Griffith. "Methan ist der Vorläufer der organischen Chemie auf Titan, aus der möglicherweise interessante Moleküle wie Aminosäuren und damit einige der Grundbausteine des (irdischen) Lebens hervorgehen könnten."

Globale Kreislaufmodelle von Titan gingen bislang davon aus, dass flüssiges Methan in den Äquatorregionen des Mondes verdampft und von Winden in die nördlichen und südlichen Polregionen getragen wird, wo es aufgrund dort kälterer Temperaturen kondensiert, wieder abregnet und so die dortigen Seen füllt. Auf der Erde transportiert ein ähnlicher Vorgang Wasser, wenngleich hier auch die Ozeane zusätzlich ein Gegengewicht zur atmosphärischen Zirkulation des Wassers darstellen.

Auch wenn Oberflächentemperaturen von rund minus 180 Grad Celsius auf dem Saturnmond an Wasser in flüssiger Form nicht zu denken ist, könnten dennoch auch in den Seen aus flüssigen Kohlenwasserstoffen wie Methan und Ethan Lebewesen existieren. Als Nährstoffe, so die Theorie, stünde hier Azetylen (Ethin) zur Verfügung, von dem sich kälteresistente Organismen ernähren könnten

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Künstlerische Darstellung des möglichen inneren Aufbaus des Saturnmondes Titan, wie er sich aus neuen Daten der Raumsonde Cassini ableiten lässt. (Illu.). | Copyright: A. Tavani, NASA

Pasadena (USA) - Neue Beobachtungen der Raumsonde Cassini bestätigen frühere Vermutungen, die darauf hindeuten, dass unter der eisigen und mit Meeren und Seen aus flüssigem Kohlenwasserstoffen wie Methan und Ethan bedeckten Oberfläche des größten Saturnmonds Titan ein Ozean aus flüssigem Wasser verborgen liegt.

Die Beobachtungsdaten der Sonde belegen starke Stauchungen und Dehnungen des Mondes während dessen elliptischen Umlaufs um seinen Planeten. Würde Titan vollständig aus festem Gestein bestehen, so würde dieses wechselhafte Kräftezwischenspiel Aufwölbungen, sogenannter fester Gezeiten- bzw. Flutwellen von gerade einmal einem Meter Höhenunterschied erzeugen. Die Cassini-Daten jedoch belegen entsprechende Unterschiede von etwa 10 Metern und können so nur mit der Schlussfolgerung erklärt werden, dass Titan nicht vollständig aus festem Gesteinsmaterial bestehen kann.

"Der Nachweis derart hoher Gezeitenwirkungen auf Titan verweist unausweichlich darauf, dass sich tief unter der Oberfläche ein verborgener Ozean befindet", erläutert Luciano Iess von der Sapienza – Università di Roma und Hauptautor der aktuell im Fachmagazin "Science" veröffentlichten Studie. "Die Suche nach Wasser ist ein wichtiges Ziel bei der Erforschung unseres Sonnensystems und jetzt haben wir einen weiteren Ort gefunden, an dem es offenbar vorkommt."

Auf der Erde sind Flutwellen das Ergebnis der Anziehungskraft des Mondes und der Sonne auf das Wasser der Ozeane. Auf unseren offenen Meeren kann dies zu einem Anstieg von bis zu 60 Zentimetern führen. Während Wasser vergleichsweise einfach von der Schwerkraft von Sonne und Mond in Bewegung versetzt werden kann, wirkt letztere sich aber auch auf die Erdkruste aus und kann auch hier zu Aufwölbungen von bis zu 50 Zentimetern führen.

Um die nun von Cassini auf Titan gemessenen Gezeitenwirkungen hervorzurufen, müsste der Ozean allerdings nicht zwangsläufig besonders groß bzw. tief sein. Schon eine Schicht flüssigen Wassers zwischen der äußeren, verformbaren Hülle und dem festen Mantel würde genügen. Da die Oberfläche von Titan vornehmlich aus gefrorenem Wassereis besteht, und dieses auf den Monden im äußeren Sonnensystem reichlich vorhanden ist, gehen die Forscher davon aus, dass auch der nun postulierte verborgenen flüssige Titan-Ozean vornehmlich aus Wasser besteht.

Die Existenz eines sozusagen "unterirdischen" Wasserozeans auf Titan wäre jedoch alleine genommen noch ein Hinweis auf Leben. Wissenschafter vermuten jedoch, dass Leben immer dann sehr viel wahrscheinlicher wird, wenn Wasser auch mit Felsgestein in Berührung kommen. Ob das Wasser des auf Titan verborgenen Ozeans jedoch mit Fels oder Eis in Berührung kommt, kann aus den nun vorgelegten Daten noch nicht gefolgert werden.

Allerdings könnte ein Wasserozean den Wissenschaftlern Hinweise auf die Beantwortung der Frage geben, wie das Gas im Innern des Mondes gespeichert und daraus wieder an die Oberfläche abgegeben wird. "Alles, was den Titan so einzigartig macht, hängt vom reichlichen Vorhandensein von Methan ab. Das Methan in der Atmosphäre des Mondes ist jedoch zu instabil und wird schon auf geologische Weise in relativ kurzen Zeiträumen aufgelöst", erläutert der Cassini-Wissenschafter Jonathan Lunine von der Cornell University. "Wasser eines flüssigen Wasserozeans, angereichert mit Ammoniak, könnte durch die Eiskruste aufsteigen und dabei das im Eis gebundene Methan befreien. Zugleich könnte ein solcher Ozean auch als Tiefenreservoir des Methans dienen."

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Künstlerische Interpretation der Titanoberfläche aus einer Bodenperspektive (Illu.). | Copyright: Cassini-Huygens DISR.

Paris (Frankreich) - Detaillierte Beobachtungen des Saturnmondes Titan decken mittlerweile eine Zeitspanne von 30 Jahren und damit eine vollständige Sonnenumrundung dieser fernen Welt und ihres Mutterplaneten ab. Eine Analyse dieser Daten eines Saturnjahres offenbart nun, dass die sich verändernden Jahreszeiten den Saturnmond stärker beeinflussen als bislang gedacht.

Wie Dr. Athena Coustenis vom Observatoire de Paris-Meudon vorab auf dem European Planetary Science Congress berichtete, verändern sich die Umweltbedingungen auf Titan ähnlich wie jene auf der Erde. "Wir können Unterschiede in den atmosphärischen Temperaturen, chemischen Zusammensetzung und Kreislaufmuster, besonders an den Polen feststellen", so die Forscherin.

Beispielsweise bilden sich im Titan-Winter aufgrund kälterer Temperaturen und Kondensation Seen aus flüssigem Kohlenwasserstoff rund um die Nordpolregion des Saturnmondes, und während der Tagundnachtgleiche reduziert sich die Dunstschicht über dem Nordpol aufgrund der sich verändernden atmosphärischen Zirkulation. "All das ist für uns wirklich überraschend, da wir derartig schnelle Veränderungen, besonders in den niedrigeren Atmosphärenschichten, so nicht erwartet hatten."

Der Hauptgrund für diese ist auch auf Titan die Einstrahlung der Sonne. In der Titanatmosphäre bricht sie das hier vorhandene Methan und den Stickstoff auf, lässt dabei komplexe Moleküle wie Ethan entstehen und wirkt als treibende Kraft für weitere chemische Prozesse.

Ähnlich wie die Erde, so ist auch Titans Achse derart geneigt, sodass das für die Jahreszeiten verantwortliche Sonnenlicht die unterschiedlichen Planetenregionen mit unterschiedlicher Intensität trifft. "Die Vorstellung, dass die Sonne auch noch so weit draußen - in rund 1,5 Milliarden Kilometern Entfernung - immer noch die dominierende Energiequelle darstellt", so Dr. Coustenis.

Warum eine Erforschung des fernen Titanmondes so wichtig ist, erklärt die Wissenschaftlerin wie folgt: "Titan stellt die beste Möglichkeit für uns dar, Bedingungen zu untersuchen, die - was das Klima, Meteorologie und Astrobiologie anbetrifft - jenen auf unserer Erde sehr ähnlich sind. Zugleich handelt es sich aber auch um eine ganz einzigartige Welt und ein Paradies für die Erforschung neuer geologischer, atmosphärischer und planeteninnerer Prozesse."

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Illustration der auf Titan gelandeten Huygens-Sonde (Illu.). | Copyright: NASA/JPL/ESA

Katlenburg-Lindau (Deutschland) - Eine erneute Analyse der Daten der US-amerikanisch-europäischen Sonde "Huygens", die im Januar 2005 auf dem Saturnmond Titan landete, offenbart neue Erkenntnisse über die Struktur und Zusammensetzung der Oberfläche des Mondes. Mit seiner dichten Atmosphäre und einem Flüssigkeitskreislauf ist Titan der wohl erdähnlichste Himmelskörper im Sonnensystem, auf dem einige Forscher sogar Leben für möglich halten.

Wissenschaftler um Dr. Stefan Schröder vom Max-Planck-Institut für Sonnensystemforschung haben die Daten unterschiedlicher Instrumente der Landeeinheit erneut analysiert, die während der Landung der Sonde an einem Fallschirm aktiv waren und somit vor allem Veränderungen der Geschwindigkeit und Position der Sonde dokumentierten.

Im Abgleich mit Computersimulationen und Testlandungen mit Modellen der Huygens-Sonde konnten die Forscher aus diesen Daten neue Einblicke in die Struktur und Zusammensetzung der Titan-Oberfläche gewinnen.


Jetzt scheint klar, dass sich die Landekapsel beim Aufprall auf Titan zunächst etwa 12 Zentimeter tief in die Oberfläche gedrückt hatte, bevor sie wieder leicht abgesprungen und auf einer flachen Oberfläche gelandet und danach - um etwa 10 Grad in Richtung ihrer Bewegung geneigt - etwa 30 bis 40 Zentimeter über den Boden gerutscht ist.

Aufgrund der Reibung verringerte sich dann die Bewegung der Sonde zusehends und sie kam nach fünfmaligem leichten Hin- und Herwanken zum Stillstand. 10 Sekunden nach der Landung registrierten die Sensoren dann keinerlei Bewegung mehr.

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Archiv: Blick auf die Sichel des Saturnmondes Titan. | Copyright: NASA/JPL/Space Science Institute

Stanford (USA) - Neben dem Umstand, dass der Saturnmond Titan neben der Erde als einziger Himmelskörper im Sonnensystem über einen Flüssigkeitskreislauf verfügt, aufgrund der vorhandenen komplexen organischen Verbindungen und dichten Atmosphäre vielen Forschern als Modell der jungen Erde und potentielle Heimat außerirdischen Lebens gilt (s. Links), vermuten einige Astrophysiker unter seiner gefrorenen Oberfläche hinzu sogar einen globalen Ozean flüssigen Wassers. Neue Berechnungen der auf Titan wirkenden Kräfte des Saturnsystems zeichnen nun ein neues Bild des vermuteten Titan-Ozeans und seiner eisigen Kruste.

Die von den Forschern um Professor Howard Zebker von der Stanford University auf dem Herbstreffen der American Geophysical Union (AGU) vorgestellte Neuanalyse der von der Saturnsonde "Cassini" ermittelten topgrafischen und Schwerkraft-Daten von Titan legt nahe, dass die eisige äußere Kruste des Saturnmondes etwa doppelt so dick ist als bislang vermutet.

"Titan hat möglicherweise einen Kern, der aus einer Mixtur aus Eis und Gestein besteht", so Zebker. "Dieser Kern scheint von einem Ozean und dieser wiederum von einer eisigen Kruste bedeckt zu sein."

Das Gestein im Kern, so vermuten die Wissenschaftler weiter, beinhaltet radioaktive Elemente, die noch aus der Entstehungsphase des Sonnensystems stammen. Wie im Erdkern, so erzeugt auch der Zerfall dieser Elemente im Kern des Titans Hitze, die wahrscheinlich maßgeblich dazu beiträgt, den Ozean vor dem völligen Einfrieren zu bewahren.

Während Titan den Ringplaneten einmal umkreist, dreht er sich selbst langsam einmal um seine eigene Achse. Diese Rotation und der Widerstand des Himmelskörpers gegen jegliche Veränderungen im Kräftezwischenspiel mit Saturn, das sogenannte Trägheitsmoment, kann von den Schwerkraftsensoren an Bord der Sonde gemessen werden. "Das Trägheitsmoment hängt hauptsächlich von der Dicke der unterschiedlichen Materialschichten des Mondes ab", erläutert Zebker.

Auf dieser Grundlage waren der Wissenschaftler und sein Team nun in der Lage, Rückschlüsse auf den inneren Aufbau und Struktur von Titan zu ziehen: "Das Bild, dass sich uns nun von Titan offenbart, zeigt einen Eis-Gesteinskern mit einem Radius von etwa mehr als 2.000 Kilometern. Darüber ein 225 bis zu 300 Kilometer dicker bzw. tiefer Ozean, der wiederum von einer etwa 200 Kilometer dicken Eisschicht bedeckt ist", so Zebker.

Frühere Modellberechnungen des Aufbaus des größten Saturnmondes vermuteten, dass die äußere Eiskruste nur etwa 100 Kilometer dick ist. Wenn es nun aber doppelt so viel Eis auf Titan gibt, so scheint auch die Hitzeabgabe des Kerns geringer zu sein als bislang angenommen. Eine Erklärung hierfür wäre die Vorstellung, dass der Kern selbst aus weniger Gestein und mehr Eis besteht als bislang vorhergesagt.

Das Problem derartiger Schlussfolgerungen ist jedoch der Umstand, dass Titan selbst keine wirkliche Kugel ist, sondern von den Schwerkräften des Saturns derart gestaucht wird, dass der Mond an seinen Polen abgeflacht und am Äquator geweitet wird. Die neuen Daten zeigen nun jedoch, dass Titan sogar noch stärker gestaucht ist, als frühere Gravitationsmodellberechnungen dies nahe legten. Dies deute daraufhin, dass die innere Struktur des Saturnmondes nicht ganz so einfach aufgebaut sei.

"Normalerweise sollte die durchschnittliche Dichte des Titan von der Oberfläche bis hinunter zum Kern etwa gleich bleiben", so Zebker. "Doch genau das ist nicht der Fall, da Titan gestaucht ist. Um mit den Daten übereinzustimmen, müsste die Dichte des Materials unterhalb der Pole etwas größer sein als unter dem Äquator."

Da die Dichte von flüssigem Wasser größer ist als die von Eis, gehen die Forscher davon aus, dass die Eiskruste an den Polen etwas dünner ist als jene des Kerns und dass die Wasserschicht damit entsprechend dicker ist.

Die Wissenschaftler errechneten, dass die Dicke der Eiskruste an den Polen etwa 3.000 Meter dünner ist als am Äquator. Um derart zu variieren muss auch die Hitzeverteilung innerhalb des Mondes unterschiedlich ablaufen. Solche Unterschiede, so die Forscher, können aber wahrscheinlich nicht vom Kern des Mondes ausgehen, da sich die vom Kern generierte Hitze vergleichsweise gleichmäßig in alle Richtungen verteilen sollte.

Laut Zebker könnten die Variationen der Eisdicke das Ergebnis der Beeinflussung der Form der Umlaufbahn des Titans um Saturn sein, die ebenfalls nicht ganz kreisrund verläuft. "Die Veränderungen in der Form der Umlaufbahn zusammen mit der gestauchten Form des Mondes deutet auf einen Zusammenhang hin", so Zebker. "Somit verlagern sich auch die Gezeitenwirkungen auf den Mond, während dieser seinen Planeten umkreist. Und wenn man etwas auch nur ein klein wenig bewegt, so erzeugt man dabei auch ein klein wenig Wärme." Auf diese Weise konzentrieren sich die Wirkungen der Gezeitenkräfte etwas mehr an den Polen als am Äquator, wodurch an den Polen etwas mehr Hitze generiert wird, die dann wiederum das dortige Eis stärker aufschmilzt als in anderen Regionen des Mondes.

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Die Eisfontänen am Südpol des Saturnmondes Enceladus. | Copyright: NASA/JPL/Space Science Institute

La Canda (USA) - Wissenschaftler und Ingenieure haben ein Konzept für eine Mission erarbeitet, innerhalb derer eine Raumsonde direkt durch die gewaltigen Eisfontänen des Saturnmondes Enceladus fliegen, dabei Partikel aus diesen Geysiren einsammeln und die Proben zurück zur Erde transportieren soll. Hier sollen diese dann nach Spuren von Leben untersucht werden - gilt der Saturnmond mit seinem von einem dicken Eispanzer bedeckten tiefen Wasserozean doch als einer der Hauptkandidaten für mögliches außerirdisches Leben im Sonnensystem.

"Das sind wirklich tief hängende Früchte", beschreibt der Studienleiter Peter Tsou von Sample Exploration Systems das Ziel der anvisierten Mission auf dem Herbsttreffen der American Geophysical Union (AGU). "Es wäre eine Schande, diese Früchte nicht auch zu pflücken".

Laut Tsou benötigt Leben wie wir es kennen vor allem vier Dinge: "Flüssiges Wasser, Kohlenstoff, Stickstoff und eine ausreichende Energiequelle. Alle diese vier Dinge sind auf Enceladus vorhanden, weswegen Forscher den Saturnmond auch als einen der besten Orte im Sonnensystem einstufen, an denen es jenseits der Erde noch Leben geben könnte."

Tatsächlich erzeugt Enceladus selbst durch die Gezeitenwechselwirkungen mit seinem Nachbarmonde Dione von Innen heraus genügend Hitze, um den verborgenen Wasserozean flüssig zu halten und aus bis zu 300 Metern tiefen Spalten in seinem Eispanzer gewaltige Kryovulkanfontänen aus Wasser, Eis und kohlenstoffhaltigen organischen Verbindungen bis zu 500 Kilometer ins All zu pressen.

Genau durch diese Fontänen soll die geplante Sonde fliegen, mit Hilfe eines Aerogel-Kollektors Partikel dieser Geysire beproben und diese dann wieder zur Erde schicken. In den entsprechenden Proben aus den Fontänen erhoffen sich die Forscher dann Aminosäuren und andere mögliche biologische Molekülen als Zeichen für Leben zu finden.

Vorbild für die Mission ist die Stardust-Mission, mit der die NASA erfolgreich Partikel aus der Gashülle (der sog. Koma) des Kometen "Wild 2" entnommen und zur Erde gebracht hatte. Stardust habe gezeigt, dass eine solche Mission schon heute möglich ist. Weitere aufwendige Entwicklungen seien also eigentlich kaum notwendig.

Nachdem die Mission zunächst mit rund 1,2 Milliarden US-Dollar in Zeiten, in denen auch die NASA mit Budgetkürzungen zu kämpfen hat, deutlich zur teuer angelegt wurde, konnten die Kosten für die 5 x 3 Meter große Sonde nun auf unter 425 Millionen Dollar gedrückt werden. Dadurch liegen die Kosten innerhalb des gedeckelten Rahmens, um die Mission der NASA als Teil des "Discovery"-Programms vorschlagen zu können.

Bei dem Discovery-Programm der NASA handelt es sich um eine Reihe von auf jeweils 425 Millionen Dollar Gesamtkosten gedeckelten wissenschaftlichen Weltraummissionen. Zu den bisherigen erfolgreichen Discovery-Missionen zählen unter anderem der "Mars-Pathfinder", die Kometen-Sonden "Deep Impact" und "Stardust", der Mondsatellit "Lunar Prospector" und das "Moon Mineralogy Mapper"-Instrument an Bord des indischen Mondorbiters "Chandrayaan-1". Ebenfalls Teil des "Discovery-Programms" sind die derzeitige Merkur-Sonde "MESSENGER", die Asteroidensonde "Dawn", sowie die unter dem Namen "EPOXI" fortgeführte Mission der "Deep Impact"-Sonde.

Die nächste Entscheidungsrunde für zukünftige Discovery-Mission steht für 2015 an. Danach könnte die Sonde, sollte die Mission von der NASA ausgewählt werden, dann 2020 starten - aber erst 14 Jahre später, also 2034, die erhofften Proben zur Erde wieder zurückbringen.

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Pasadena (USA) - Die Saturn-Sonde "Cassini" hat auf der Oberfläche des größten Saturnmondes Titan eine "außerirdische Miniatur-Ausgabe des Niltals" entdeckt. Bei den Aufnahmen handelt es sich um die ersten Bilder eines Flusssystems von derartiger Größe und in derart hoher Auflösung auf einem anderen Planeten als der Erde.

Die Aufnahmen entstanden am 26. September 2012 und zeigen den Fluss in der nördlichen Polregion des Titan, wie er in das "Kraken Mare" mündet - ein Meer, das in etwa der Fläche des Kaspischen und Mittelmeeres entspricht. Während der Titan-Fluss von seiner Quelle bis zur Mündung gerade einmal 400 Kilometer zurücklegt, misst sein irdisches Gegenstück ganze 6.700 Kilometer Flusslauf.

Cassini-Radaraufnahme der Miniaturausgabe des Nil auf dem Saturnmond Titan.



Copyright: NASA/JPL-Caltech/ASIStatt jedoch Wasser wie auf der Erde, führt der Fluss auf Titan ein Gemisch der flüssigen Kohlenwasserstoffe Methan und Ethan mit sich, das sich auf den hochauflösenden Radaraufnahmen der Sonde als dunkle und demnach glatte Fläche abzeichnet.

"Trotz einiger kurzer und lokaler Mäander, deutet der relativ gerade Verlauf des Flusstales daraufhin, dass die Flüssigkeit, ähnlich der aus den zahlreichen Zuflüssen, mindestens einer geologischen Falte entlang verläuft, erläutert Jani Radebaugh vom Radarteam der Cassini-Mission von der Brigham Young University. "Solche Falten sind Risse und Spalten im Untergrundgestein des Titan, deuten aber wahrscheinlich nicht auf Plattentektonik wie auf der Erde hin, sondern führen zu Öffnungen von Becken und vielleicht auch zur Bildung von Ozeanen selbst."

Neben der Erde ist Titan die bislang einzige bekannte Welt, auf deren Oberfläche es neben einer dichten Atmosphäre auch einen stabilen Flüssigkeitskreislauf gibt. Während der irdische Flüssigkeitskreislauf jedoch auf Wasser basiert, sind es auf Titan Ethan und Methan, die Flüsse, Seen und Meere füllen, in die dicke Atmosphäre aufsteigen und auch wieder aus dieser auf die Oberfläche herabregnen. Schon 2008 bestätigte die Sonde einen mit flüssigen Kohlenwasserstoffen gefüllten Binnensee, Ontario Lacus

"Diese neuen Aufnahmen vermitteln uns nun nicht nur die Vorstellung von stehenden 'Gewässern' auf Titan, sondern auch von bewegenden Flüssigkeiten. Sie zeigen eine ferne Welt in Bewegung", kommentiert Steve Wall vom Cassini-Team am Jet Propulsion Laboratory der NASA die Bilder.

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Künstlerische Darstellung der von Treibeis bedeckten Seen auf flüssigen Kohlenwasserstoffen auf dem Saturnmond Titan. | Copyright: NASA/JPL-Caltech/USGS

Pasadena (USA) - Eine neubewertung von Daten der NASA-Saturnsonde "Cassini" liefert erstmals Hinweise darauf, dass auf den Seen und Meeren aus flüssigem Methan und Ethan auf dem Saturnmond Titan zahlreiche Blöcke aus Kohlenwasserstoff-Treibeis treiben. Die Existenz solcher frei treibenden Eisschollen könnte einige der bislang unerklärlichen unterschiedlichen Radiosignale der Oberflächen diese Seen erklären, wie auch Hinweise auf die Frage geben, ob es auf dem der jungen Erde gleichenden Mond exotische Lebensformen geben könnte.

"Das Entstehen von treibendem Kohlenwasserstoff-Eis ermöglicht das Vorhandensein einer interessanten Chemie an der Grenze zwischen flüssigem und festem Zustand und damit an einer Grenze, wie sie wahrscheinlich auch wichtig für die Entstehung des irdischen Lebens war", erläutert Jonathan Lunine von der Cornell University die Ergebnisse der gemeinsam mit Hauptautor Jason Hofgartner vom kanadischen Natural Sciences and Engineering Research Council durchgeführten Studie, die aktuell im Fachjournal "Icarus" veröffentlicht wurde.

Titan ist neben der Erde der einzige Himmelskörper im Sonnensystem mit stabilen Flüssigkeitskörpern ("Gewässern") und einem atmosphärischen Flüssigkeitskreislauf auf seiner Oberfläche. Während auf der Erde Flüsse, Seen und Meere jedoch mit Wasser gefüllt sind und selbiges vom Himmel regnet, ist es auf Titan ein Gemisch aus den Kohlenwasserstoffen Methan und Ethan. Beides sind zugleich organische Moleküle, die einige Wissenschaftler auch für mögliche Bausteine einer komplexen Chemie halten, aus der heraus sich auch Leben entwickelt haben könnte.

Vor allem auf der Nordhalbkugel des Saturnmondes hat Cassini ausgedehnte Netzwerke von Flüssen und Seen und Meeren entdeckt, während solche Kohlenwasserstoffgewässer im Süden zwar vorkommen, aber eher selten sind

Die Seen auf Titan reflektieren Radiowellen der Saturnsonde "Cassini" auf unterschiedliche Weise. Was bislang rätselhaft war, könnte durch Kohlenwasserstoffeis an der Oberfläche der "Gewässer" erklärt werden. | Copyright: NASA/JPL-Caltech/ASI/Cornell

Bislang gingen die Cassini-Wissenschaftler davon aus, dass es auf den Titan-Seen kein Treibeis geben kann, da Methan - im Gegensatz zu Wasser - in seinem festen Eiszustand dichter ist als in flüssiger Form und entsprechenden Eis somit eigentlich absinken sollte.

Ein neues Modell bezieht nun jedoch auch die Möglichkeit einer Interaktion zwischen den Seen und der Atmosphäre mit ein, wodurch ein anderes Gemisch der Zusammensetzung, Taschen aus Stickstoffgas und Temperatureränderungen entstehen könnten. Das Ergebnis dieser Berechnungen ist die Erkenntnis, dass winterliches Eis tatsächlich auf den Titan-Seen und -Meeren schwimmen bzw. treiben kann, wenn die Temperatur unterhab des Gefrierpunktes von Methan (bei 90,4 Grad Kelvin bzw. minus 182,78 Grad Celsius) fällt und das Eis zudem mindestens fünf Prozent "Titan-Luft" enthält, deren Stickstoffgehalt deutlich höher ist als irdische Luft und die zudem keinerlei Sauerstoff enthält.

Sinkt die Temperatur dann jedoch nur um einige Grade, so beginnt das Eis abzusinken. Dies liegt an dem proportionalen Verhältnis von Stickstoffgas in der Flüssigkeit im Gegensatz zum Verhältnis des Gases in der verfestigten Form der Kohlenwasserstoffe.

Temperaturen nahe am Gefrierpunkt, der bei Methan identisch mit dem Schmelzpunkt ist, können demnach sowohl zu an der Oberfläche treibendem als auch absinkendem Eis führen. In einem solchen Fall entsteht sehr wahrscheinlich an der Oberfläche eine Eiskruste, während zugleich auch der Boden der "Gewässer" mit Eisblöcken übersät ist.

Welche Farbe dieses Treibeis hat, ist bislang noch nicht ganz klar. Die die Forscher vermuten, dass es wahrscheinlich - ähnlich wie das Wassereis der Erde - farblos mit einem aus der Titan-Atmosphäre stammenden, leicht rötlichen Hauch ist.

"Jetzt wissen wir, dass es durchaus möglich ist, dass das flüssige Methan-Ethan-Gemisch auf Titan zu dünnen Eisblöcken gefriert die dann gemeinsam ganz ähnlich erstarren, wie das arktische Meer im einsetzenden Winter", erläutert Hofgartner. "Nun gilt es, auch diesen Zustand der Titan-Seen und Meere mit einzuberechnen, wenn es darum geht, eine zukünftige Mission zur Erforschung der Titanoberfläche zu planen."

Weitere Aufschlüsse über die Erklärungstheorie die bislang verwirrenden Cassini-Radiosignale von den Titan-Gewässern erhoffen sich die Forscher von weiteren Beobachtungen der Reflektivität dieser Oberflächen. Ein See aus flüssigen Kohlenwasserstoffen sollte sich, wie man dies am Beispiel der nördlichen Titan-Seen schon jetzt beobachten kann, erwärmen, damit antauen und so durch das vom Grund an die Oberfläche steigende Eis deutlich stärker die Radiosignale von "Cassini" reflektieren. Durch diesen Vorgang würde auch eine deutlich gröbere Oberfläche entstehen, die mehr Radiosignale der Sonde reflektiert und dadurch deutlich heller erscheint. Wird das Wetter dann zusehends wärmer, sollte auch das Eis schmelzen, sich die Oberfläche wieder vollkommen verflüssigen und so die Titan-Seen auf den Cassini-Aufnahmen wieder dunkler erscheinen.

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Der Saturnmond Titan vor seinem Planeten. | Copyright: NASA

Kensignton (Australien) - Die Position des Gasriesen Saturn innerhalb des Sonnensystems hat sich seit der Entstehung des Ringplaneten kaum verändert. Zu diesem Schluss kommen australische Wissenschaftler anhand einer Analyse der chemischen Zusammensetzung des größten Saturnmondes Titan. Die Erkenntnis rüttelt an bisherigen Modellen zur Migration von Planeten in noch jungen Planetensystemen.

Wie die Forscher um Lucyna Kedziora-Chudczer und Jonti Horner von der University of New South Wales vorab auf "arXiv.org" berichten, konzentrierte sich ihre Studie auf einen Vergleich der Isotopenverhältnisse von Wasserstoff und Deuterium innerhalb der Titan-Atmosphäre.

Frühere Studien hatten bereits gezeigt, dass sich dieses Verhältnis innerhalb von Eispartikeln aus der Urwolke, aus der sich unser Sonnensystem einst gebildet hatte, mit zunehmendem Abstand zur frühen Sonne verändert hatte. Anhand einer Analyse dieses Verhältnisses ist es also möglich, auf den einstigen Geburtsort von Himmelskörpern zu schließen und so dessen Migrationsbewegungen durch das Sonnensystem zu rekonstruieren.

"Das Ergebnis war auch für uns eine Überraschung", erläutert Kedziora-Chudczer. "Schließlich hatten wir nicht erwartet, dass sich der Gasreisen seit seiner Entstehung offenbar kaum vom Fleck bewegt hatte. Diese Erkenntnis scheint zu belegen, dass die gewaltigen Bewegungen, die wir anhand ferner Planetensysteme beobachten bzw. nachweisen können, in unserem eigenen Sonnensystem so nicht stattgefunden haben."

Tatsächlich spielt die planetare Migration eine Schlüsselrolle im Verständnis einer speziellen Kategorie von Exoplaneten (also Planeten außerhalb unseres Sonnensystems), die es so in unserem Sonnensystem nicht gibt: Die sogenannten "Heißen Jupiter" (Hot Jupiter). Ungleich der Gasriesen im Sonnensystem, umkreisen diese Gasplaneten ihr Zentralgestirn auf sehr dichten Umlaufbahnen, weswegen sich ihre Atmosphäre stark aufheizt. Tatsächlich können solche Planeten aber nicht derart nah an ihren Sternen selbst entstanden sein - müssen also nach ihrer Entstehung in äußeren Regionen auf ihr Zentralgestirn zugewandert sein.

Auch in unserem eigenen Sonnensystem wird die Planetenmigrationstheorie zur Erklärung einiger Merkmale und Phänomene verwendet - darunter für die Existenz der Eisriesen Uranus und Neptun. "Beide Planeten müssen nach bisherigen Vorstellungen sehr viel dichter zur Sonne hin entstanden sein, da es an ihren heutigen Positionen für ihre Entstehung gar nicht genug Material gegeben haben sollte", zitiert die ABC Horner. "Einige Theorien vermuten, dass Uranus und Neptun vor ihrer Migration nach außen sozusagen die Plätze getauscht haben, während andere Forscher vermuten, dass sie ursprünglich zwischen den Umlaufbahnen von Jupiter und Saturn entstanden sind. Diese Theorien erklären auch die Umlaufbahnen der kleinen Objekte im Kuipergürtel, die sogenannten Plutinos, da diese von Neptun sozusagen nach außen 'geschwemmt' wurden als dieser sich in die äußeren" Regionen des Sonnensystems bewegte.

Laut Horner liegt die Antwort auf den vermeintlichen Widerspruch der Migrationstheorie zu den aktuellen Messungen zum Saturn in der Vorstellung, dass einige Planeten mehr wandern als andere: "Wenn beispielsweise Jupiter sich in Richtung Sonne bewegt hätte, so hätte es weniger Material für die Ausformung des Saturns gegeben. Es ist aber genau dieses Material, mit dem die Planeten interagieren, das die Migration antreibt. Entsprechend hätte sich Saturn also weniger bewegt."

Zugleich könnte der Saturn aber auch dort entstanden sein, wo er sich heute (wieder) befindet, danach gewandert und wieder an seinen Geburtsort zurückgekehrt sein. "Diese Vorstellung ist tatsächlich weniger absurd als es zunächst klingt", zitiert die ABC den Astronom Simon O'Toole vom Australian Astronomical Observatory, der nicht an der Studie beteiligt war. "Zwar klingt das recht weit hergeholt, dennoch gehen einige der Modelle der Planetenentstehung und -Evolution von leichten Pendelbewegungen von Planeten innerhalb ihrer Systeme aus. Anhand einiger Exoplaneten können wir eine solche Bewegung zunächst nach innen und dann wieder auswärts durch die Interaktion mit der Gravitation anderer Körper in diesen Systemen nachweisen."

http://arxiv.org/abs/1302.4503

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Der größte Saturnmond Titan vor dem Hintergrund des Ringplaneten, aufgenommen von der NASA-Sonde Cassini. | Copyright: NASA/JPL-Caltech/Space Science Institute

Pasadena (USA) - Anhand von neuen Simulationen der Atmosphäre des Saturnmondes Titan gehen NASA-Wissenschaftler davon aus, dass komplexe organische Chemie, die auch zur Entstehung der Bausteine des Lebens führen könnte, selbst noch in tieferen Atmosphärenschichten des Mondes ablaufen könnte als bislang gedacht. Die Ergebnisse verweisen somit auf eine weitere Region auf dem Mond des Ringplaneten, in der prebiotische Materialien "zusammengekocht" werden könnten.

Wie die Forscher um Murthy Gudipati und Mark Allen vom Jet Propulsion Laboratory der NASA (JPL) aktuell im Fachjournal "Science Communications" berichten, gingen frühere Studien davon aus, dass die atmosphärische Chemie immer träger werde, je mehr man sich der Oberfläche des Mondes nähert. "Unsere Experimente zeigen nun, dass das falsch ist. Die selbe Art von Licht, die auch auf der Erdoberfläche biologische Chemie antreibt, könnte auch die Chemie auf Titan antreiben, obwohl der Saturnmond deutlich weniger Sonnenlicht erhält als die Erde und er somit auch deutlich kälter ist."

Bislang war zwar bekannt, dass in oberen gasförmigen Atmosphärenschichten des Titan komplexe organische Moleküle, sog. Tholine, entstehen könnten, nun jedoch belegen die neuen Untersuchungen, dass sich diese Moleküle auch in den Flüssigkeiten und Feststoffen auf der Oberfläche bilden könnten.

In ihren Experimenten setzten die Forscher u.a. eisförmiges Dicyanacetylen, dessen Existenz es auf der Oberfläche des Titan in natürlicher Form nachgewiesen werden konnte, Laserlicht im Wellenlängenbereich von 355 Nanometern und damit vergleichbar so viel Licht aus, wie nach der Filterung der dichten Titanatmosphäre noch auf der Oberfläche des Mondes ankommt. Diese Lichtstärke sei in etwa mit der bei völliger Verdunklung einer irdischen totalen Sonnenfinsternis zu vergleichen. Das Ergebnis war die Entstehung eines bräunlichen Dunstes inklusive Tholinen, ähnlich wie dem in den oberen Atmosphärenschichten.

Die komplexen organischen Verbindungen, so erläutern die Forscher weiter, könnten sich auf "Felsen" aus Wassereis auf der Titanoberfläche absetzten und auf diese Weise durch die Kruste auch in die von den Wissenschaftlern vermutete Schicht aus flüssigem Wasser unterhalb der Titanoberfläche sickern.

Schon frühere Experimente konnten zeigen, dass sich Tholine, die längere Zeit flüssigem Wasser ausgesetzt waren, zu biologisch wichtigen Molekülen wie Aminosäuren und Nukleotidenbasen, die die RNA bilden, entwickeln.

"Die Experimente legen nahe, dass das Volumen der an der Produktion organischer Chemikalien beteiligten Titan-Atmosphäre deutlich größer ist, als bislang vermutet", kommentiert auch Edward Goolish, Direktor des "Astrobiology Institute" der NASA die Ergebnisse der Studie. "Diese neue Information macht Titan zu einer noch interessanteren Umgebung für astrobiologische Studien."

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Die erste topografische Karte des Titan. | Copyright: NASA/JPL-Caltech/ASI/JHUAPL/Cornell/Weizmann


Pasadena (USA) - Mit dem neben der Erde einzigen atmosphärischen Flüssigkeitskreislauf und einer dichten Atmosphäre gilt der größte Saturnmond Titan als erdähnlichster Himmelskörper im Sonnensystem, auf dem vielleicht sogar ein unter der Oberfläche verborgener Wasserozean und Leben auf der Oberfläche existieren könnte. Nun haben US-Planetenforscher anhand der Radardaten der Saturnsonde Cassini erstmals eine topografische Karte des ungewöhnlichen Mondes erstellt.

Wie die Wissenschaftler um Ralph Lorenz von der Johns Hopkins University aktuell im Fachjournal "Icarus" berichten, ermittelten sie die Gesamtkarte auf der Grundlage der bisherigen streifenförmigen Radaraufnahmen der Sonde, die den Mond statt fortwährend zu umkreisen, immer wieder in unregelmäßigen Abständen lediglich passiert.



Abgleich der tatsächlich Abdeckung der Titanoberfläche mit den streifenförmigen Radaraufnahmen (o.) und die extrapolierte topografische Karte (u.). | Copyright: Caltech/ASI/JHUAPL/Cornell/Weizmann

Während auf diese Weise bislang erst etwa die Hälfte der Oberfläche des Titan durch die undurchsichtige dichte Wolkenschicht tatsächlich mittels Radaraufnahmen real erfasst wurde, extrapolierten die Forscher die verbleibenden weißen Flecken auf der Titan-Karte mit Hilfe eines speziellen Algorithmus, der den Verlauf der wahrscheinlichen Oberflächenmerkmale auf der Grundlage von bekannten Geländeverläufen rekonstruierte.


Die Titan-Oberfläche aus polzentrierter Sicht. | Copyright: NASA/JPL-Caltech/ASI/JHUAPL/Cornell/Weizmann

"Anhand dieser nun auf der Grundlage der Cassini-Daten von 2004 bis 2012 vorliegenden topografischen Karte, offenbart sich uns nun eine der faszinierendsten und dynamischsten Welten in unserem Sonnensystem erstmals in 3-D", kommentiert Steve Wall, Leiter der Cassini-Radarauswertung vom Jet Propulsion Laboratory der NASA. "Auf der Erde stehen Flüsse, Vulkane und das Wetter in einem Zusammenhang mit des Höhenunterschieden der Oberfläche. Jetzt sind wir gespannt, was uns die neue Karte über Titan verraten kann."

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Nordpolare Ansicht des Saturnmondes Dione. In der unteren Hälfte auf der Tag- und Nachtgrenze (Terminator) ist die Gebirgskette Janiculum Dorsa zu erkennen. | Copyright: NASA/JPL/Space Science Institute

Providence (USA) - Durch Untersuchungen von Nahaufnahmen der Saturnsonde Cassinin einer 800 Kilometer langen Bergkette auf dem Saturnmond Dione haben NASA-Wissenschaftler Belege dafür gefunden, dass der Trabant des Ringplaneten in der Vergangenheit geologisch aktiv war - und dies sogar heute noch sein könnte. Gemeinsam mit der früheren Entdeckung einer dünnen Sauerstoffatmosphäre (...wir berichteten) und Hinweisen auf einen auch hier unter der frostigen Oberfläche verborgenen Wasserozean wird der bislang als Ödnis angesehene Saturnmond damit erneut für Geologen aber auch für die Suche nach außerirdischem Leben im Sonnensystem interessant.

"Mehr und mehr zeichnet sich ein Bild von Dione als ruhiger Zwilling des aktiven und kilometerweitreichende Geysirfontänen speienden Enceladus ab", erläutert Bonnie Buratti vom Jet Propulsion Laboratory (JPL) der NASA, die die Untersuchungen der Cassini-Daten zu den eisigen Saturnmonden leitet. "Wie es scheint, gibt es da draußen viele bislang unerwartet aktive Welten mit Wasser."

Die neusten Daten der Cassini-Mission, die seit 2004 das Saturnsystem erkundet, belegen einen schwachen Partikelstrom aus Richtung des Mondes und Aufnahmen zeigen Hinweise für eine zähflüssige Schicht unterhalb der Eiskruste des Mondes. Schon zuvor hatten andere Cassini-Aufnahmen alte, wenn auch inaktive Oberflächenmerkmale auf Dione aufgezeigt, wie sie den Frakturen auf Enceladus ähneln, aus denen die gewaltigen Eiswasserfontänen ins All schießen.

Wie die Forscher aktuell im Fachjournal "Icarus" berichten, zeigen die aktuellen Aufnahmen, dass sich die Kruste des Mondes unterhalb der Bergkette Janiculum Dorsa auf einer Strecke von bis zu 500 Meter faltet.

"Die Faltung legt nahe, dass die eisige Kruste einst warm war und die beste Erklärung für die Herkunft dieser Wärme ist, dass Dione zur Zeit als sich die Bergkette bildete, einen verborgenen Ozean besaß", so Noah Hammond Brown University, der Hauptautor der Studie.

Dione selbst wird von den starken Gezeitenkräften des Saturns gestreckt und gestaucht, wenn sich der Mond seinem Planeten nähert und sich von ihm auf seiner Umlaufbahn wieder entfernt. Wenn die eisige Kruste auf einem Untergrundozean frei bewegen kann, erhöht sich die so erzeugte Wärme um das Zehnfache.

Wissenschaftler sind weiterhin darum bemüht herauszufinden, warum Ecledaus noch heute so aktiv ist und sich diese Aktivität auf Dione deutlich abgeschwächt hat. Möglicherweise waren die auf Enceladus wirkenden Gezeitenkräfte stärker oder ein größerer Teil des Gesteins im Kern von Enceladus erzeugte mehr radioaktive Erwärmung aufgrund größerer Anteile schwerer Elemente.

Auf jeden Fall scheinen verborgene Ozeane auf diesen eisigen Welten eher die Regel als die Ausnahme zu sein. Damit erhöht sich unter den Forschern auch die Hoffnung, dass Ähnliches auch für die eisigen Zwergplaneten Ceres und Pluto gilt, die ab 2015 von der NASA-Sonde "Dawn" erkundet werden sollen