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Gewaltige Fontänen aus Wasserdampf und Eis am Südpol des Saturnmondes Enceladus. | Copyright: NASA/JPL/SSI (Mosaik: Emily Lakdawalla)

Ithaca (USA) - Mit Hilfe neuer Daten der NASA-Sonde "Cassini", die seit 2004 das Saturn-System erkundet, belegen US-Astrophysiker nun, dass die Gezeitenkräfte des Ringplaneten für die gewaltigen Eisfontänen verantwortlich sind, die aus gewaltigen Rissen, den sogenannten "Tigerstripes" in der eisigen Kruste des Mondes austreten und wahrscheinlich von einem unter dem Eispanzer verborgenen Ozean flüssigen Wassers gespeist werden.

Wie die Forscher um Matthew Hedman von der Cornell University aktuell im Fachjournal "Nature" (DOI: 10.1038/nature12371) berichten, fanden sie nun durch Beobachtungen der Fontänen und der sogenannten "Tigerstreifen" aus denen sie entspringen, im sichtbaren und infraroten Lichtspektrum Belege für die bereits zuvor formulierte Theorie liefern, wonach es die Gezeitenkräfte des Saturn sind, die den Mond selbst stauchen und strecken und damit die notwenige Energie für das Ausbrechen der Gewaltigen geysirartigen Fontänen, die Wassereispartikel bis in das Ringsystem des Saturns tragen.

Innerhalb der knapp einen Erdentag dauernden Umlaufzeit des Enceladus um den Saturn konnten die Wissenschaftler nun einen rhythmischen Wechsel in Helligkeit und Stärke der Ausbrüche messen. "Immer dann, wenn der Mond den vom Saturn am weitesten entfernten Punkt auf seiner Umlaufbahn erreicht hatte, waren die Fontänen am hellsten und am lichtschwächsten, wenn der Mond seinem Planeten am nächsten war", erläutert Hedman. Die Forscher folgern, dass diese Beobachtung mit der Menge an Auswurfmaterial - in diesem Fall Wasserdampf- und Eispartikel – einhergeht, die sich eben aufgrund der auf den Mond einwirkenden Gezeitenkräfte seines gewaltigen Planeten mit zunehmendem bzw. abnehmendem Abstand verändern.

"Wir wissen zwar immer noch nicht, ob es alleine die Gezeitenkräfte sind, die die Fontänen antreiben, aber wir wissen jetzt zumindest, dass sie Einfluss darauf nehmen, wie viel Material ausgeschleudert wird", so der Forscher. "Enceladus ist ein wirklich merkwürdiger kleiner Mond. Kein anderer Mond im Sonnensystem ist auch nur annähernd so aktiv. Cassini liefert uns immer mehr Informationen und Daten, mit deren Hilfe wir herausfinden können warum das so ist."

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Die Region "Sotra Patera" gilt als einer der interessantesten Kandidaten für Kryovulkane auf dem Saturnmond Titan. Hier finden sich sowohl ein rund ein Kilometer tiefen Krater als auch einen hoher Berg. Damit gleich die Region in auffallender Weise der Landschaft rund um den japanischen Kirishima-Vulkan. | Copyright: NASA/JPL Caltech/USGS/University of Arizona (Titan), USGS (Erde)

Paris (Frankreich) - Astronomen haben Veränderungen auf der Oberfläche in der Nähe des Äquators des größten Saturnmondes Titan entdeckt, die sie für deutliche Hinweise für sogenannten Kryovulkanismus halten. Der Nachweis solcher aktiven Eisvulkane, die am wahrscheinlichsten von einem unterirdischen flüssigen Ozean gespeist werden, bestärkt auch die Hoffnung, nach der auf dem der jungen Erde ähnlichen Mond auch Leben entstanden sein könnte.

Wie das Team um Anezina Solomonidou vom Observatoire de Paris und der National and Kapodistrian University of Athens auf dem European Planetary Science Congress (EPSC) 2013 in London berichtete, haben sie auf Titan zahlreiche vulkanische Merkmale wie Flussformen, Kalderen und Krater ausfindig gemacht, die entsprechenden geologischen Merkmalen auf der Erde gleichen (s. Abb.).

Titan selbst besitzt eine dichte und an organischen kohlenstoff-basierten Stoffen reiche Atmosphäre. Zudem vermuten viele Astronomen und Planetenforscher, dass es unter der eisigen Oberfläche des Saturnmondes einen flüssigen Ozean aus Wasser (und möglicherweise Ammoniak) geben könnte. Die geringe Anzahl von Einschlagskratern legt zudem nahe, dass die Oberfläche selbst erst relativ jung und damit dynamisch und aktiv ist. Titan verfügt zudem über Wolken und Regen aus flüssigen Methan, also über einen der Erde ähnlichen Flüssigkeitskreislauf. Die Landschaft auf Titan gleicht der Erde auf erstaunliche Weise: Es gibt Dünen und Seen, Wettererosion und tektonische Merkmale.

"Alle diese Merkmale, zudem die Notwendigkeit eines Methan-Reservoirs und vulkanische Aktivität um das Methan in der Atmosphäre wieder nachzufüllen, stimmen mit der Theorie über aktive Kryovulkane auf Titan überein", so Solomonidou.


Zum Vergleich: Potentielle Lavakanäle auf Titan (l.) und auf irdischen am Vulkan Colima in Mexiko. | Copyright: ESA/ NASA/JPL (Titan), University of Arizona (Erde)

In ihrer aktuellen Studie haben sich die Forscher den potentiell kryovulkanisch aktiven Titan-Regionen "Tui Regio", "Hotei Regio" und "Sotra Patera" angenommen und diese mit dem Visual and Infrared Mapping Spectrometer (VIMS) der Saturnsonde "Cassini" untersucht.

"Es ist uns gelungen mit VIMS die Titan-Atmosphäre zu durchdringen und Oberflächenveränderungen zu entdecken", erläutern die Forscher. "Interessanterweise hat sich die Oberflächenreflektivität bzw. -helligkeit (Albedo) zweier Regionen während unserer Beobachtungszeit verändert: Tui Regio wurde von 2005 bis 2009 dunkler und Sotra Patera wurde von zwischen 2005 und 2006 heller."

Gemeinsam mit den gemessenen Albedo-Spektraleigenschaften, legen derartige Oberflächenveränderungen und die Existenz vulkanartiger Merkmale an der Titanoberfläche (...wir berichteten, s. Links u. Abb.) nahe, dass diese Regionen durch Kryovulkane mit dem in der Tiefe verborgenen flüssigen Ozean verbunden sind, so die Forscher.

"Diese Ergebnisse haben bedeutende Auswirkungen auf das Potential des Staunmondes, Leben hervorgebracht zu haben und zu erhalten, da diese Kryovulkanregionen Umgebungen hervorbringen könnten, die lebensfreundliche Umweltbedingungen aufweisen", so Solomonidou abschließend.

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Unbekanntes Objekt (s. Ausschnitt) im A-Ring des Ringsystems des Saturn. | Copyright: NASA/JPL/Space Science Institute

London (England) - Eigentlich wollte der Astronom Carl Murray von der Queen Mary University mit Prometheus lediglich einen der bereits bekannten inneren Monde des Ringplaneten Saturn auf neuen Aufnahmen der Saturn-Sonde "Cassini" in Augenschein nehmen, als er in den Ringen ein neues, bislang unbekanntes Objekt entdeckte. Selbst den Astronomen bleibt nun aber nur noch das Spekulieren, denn mittlerweile ist das Objekt auch schon wieder verschwunden.

Wie Murray auf dem Jahrestreffen der American Geophysical Union (AGU) berichtete, habe er selbst "noch nie etwas Vergleichbares im sogenannten A-Ring des Saturn gesehen." Nach seiner Erstentdeckung in den erst am 15. April 2013 gemachten Cassini-Aufnahmen, suchte der Astronom in früheren Fotos und konnte, bis zum Juni 2012 zurückreichend, das Objekt auf insgesamt 107 Bildern ausmachen, berichtet der "New Scientist".

Wissenschaftler vermuten, dass das Objekt, das vorerst nach der Schwiegermutter des Entdeckers "Peggy" getauft wurde, einen Durchmesser von knapp einem Kilometer besitzt. Für einen Mond oder einen Kleinstmond wäre das Objekt damit zu klein, sind diese Trabanten für gewöhnlich doch mindestens um das etwa Zehnfache größer.

Was die Cassini-Aufnahmen allerdings zeigen, ist nicht das Objekt selbst, sondern die Störung, die es in den Ringe verursacht. Astrophysiker vermuten, dass "Peggy" durch die Akkumulation von Material im A-Ring entstanden sein könnte, das aufgrund der Gravitation unter seinem eigenen Gewicht kollabiert ist - zumindest haben sich so die anderen Monde in dieser Region des Ringsystem gebildet und sind danach angewachsen.

Alternativ könnte es sich aber auch um einen nur zeitweilig entstandenen und vorhandenen zusätzlichen Ring gehandelt haben, dessen Material sich aus einem zuvor zerbrochenen größeren Objekt im Ring gelöst haben könnte.

Genau werden wir aber wohl leider nie erfahren, was "Peggy" ist bzw. war. Auf neueren ist das helle Objekt verschwunden. Möglicherweise wurde "Peggy" durch die Kollision mit einem anderen Ringobjekt zerstört. Eine andere Möglichkeit wäre, dass das Objekt zu einem neuen Mond oder Kleinstmond des Saturn wurde und aus dem Ringsystem so weit entfernt hinausgewandert ist, dass es - aufgrund seiner geringen Größe - von der Cassini-Kamera nicht mehr abgebildet werden kann.

Getrieben von der Hoffnung, die Geburt neuer Monde direkt beobachten zu können, plant das Cassini-Team für die kommenden Monate eine gezielte Suche nach ähnlichen Objekten in den Saturnringen.

grenzwissenschaft-aktuell.de
Quelle: newscientist.com

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Polarlichter über Saturn. | Copyright: NASA/JPL

Wie auf der Erde, so werden auch die Polarlichter des Gasplaneten von energetischen Elektronen des Sonnenwindes hervorgerufen, wenn diese - gelenkt von planetaren Magnetfeld - über dem Süd- und Nordpol in die die Atmosphäre des Saturn eintauchen und hier mit Wasserstoffmolekülen zusammentreffen.

Der erste Teil des vom Jet Propulsion Laboratory (JPL) der NASA veröffentlichten neuen Videos zeigt die wallende Lichterkrone über dem Nordpol des Saturns in Aufnahmen des Weltraumteleskops "Hubble" im ultravioletten Lichtspektrum am 5. April. Danach ist eine vergleichsweise ruhige Phase vom 19. bis 22. April und am 18. Und 19. Mai in einer Falschfarbendarstellung zu sehen, durch die die Polarlichter noch deutlicher hervortreten.

Der zweite Teil zeigt dann eine Nahaufnahme der weißlichen Ultraviolett-Aufnahmen aktiver Nordlichter, wie sie am 20. Und 21. Mai 2013 von "Cassini" aufgenommen wurden - gefolgt von grünlichen Infrarotaufnahmen der Sonde des Südlichts am 17 Mai. Hier zeichnet sich zudem auch die innere Hitze des Saturns durch ein dunkelrotes Leuchten unter den dunklen Wolkenbändern des Planeten ab, die die Wärmeabstrahlung blockieren.

http://de.wikipedia.org/wiki/Saturn_%28Planet%29

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Der wahrscheinliche innere Aufbau des Saturnmondes Enceladus:
unterhalb der kilometerdicken Eiskruste birgt der Südpol einen Ozean flüssigen
Wassers, das durch tiefe Risse im Eismantel in gewaltigen Fontänen austritt (IIlu.).
| Copyright: NASA/JPL-Caltech

Pasadena (USA) - Gewaltige geysirartige Eis- und Wasserdampf-Fontänen am Südpol des Saturnmondes Enceladus deuteten schon lange auf einen unter der kilometerdicken Eiskruste des Mondes verborgenen Wasserozean hin. Jetzt liefert die Sonde Cassini gemeinsam mit dem Deep Space Network der NASA erstmals Beweise für die Existenz dieses großen flüssigen Gewässers im Innern des Saturntrabanten. Damit gerät Enceladus erneut ins Visier als potentielles Ziel zur Suche nach außerirdischem Leben im Sonnensystem.

Seit 2005, als die Cassini-Sonde erstmals die Fontänen am Südpol des Mondes entdeckt hatte, spekulierten Wissenschaftler über einen Ozean aus flüssigem Wasser unter Enceladus' kilometerdicker Eiskruste. Die neuen Daten liefern nun erstmals Beweise in Form von geophysikalischen Messungen der inneren Struktur des Saturnmondes, wie sie mit Werten eines verborgenen Ozeans im Innern des Mondes übereinstimmen.

Wie die Forscher um David Stevenson vom California Institute of Technology (Caltech), Luciano Iess von der University di Roma und Sami Asmar vom Jet Propulsion Laboratory (JPL) der NASA in der aktuellen Ausgabe des Fachjournals "Science" berichten, stammen die neuen Daten von Schwerkraftmessungen mit Hilfe von Radiosignalen zwischen der Sonde und dem irdischen Deep Space Network bei ihren bislang 19 Vorbeiflügen an Enceladus zwischen 2010 und 2012.

"Diese Messungen legen einen großen, möglicherweise regional begrenzten Wasserozean von etwa 10 Kilometern Tiefe unterhalb der 30 bis 40 Kilometer dicken Eisdecke der Südpolregion nahe", erläutern die Forscher.

Dieser Untergrund-Ozean rückt den gerade einmal 500 Kilometer durchmessenden Enceladus endgültig in die Liste der wahrscheinlichsten Orte im Sonnensystem, an denen mikrobisches Leben existieren könnte.

Wie die Forscher erläutern, kann eine gemessene negative Schwerkraft-Anomalie in der Südpolregion des Mondes nicht alleine durch eine vorhandene große Senke erklärt werden. "Aus diesem Grund kommen wir zu der Schlussfolgerung, dass es hier in der Tiefe dichteres Material geben muss, dass die darüber fehlende Eismasse ausgleicht", kommentiert Luciano Iess. Hierbei handele es sich aller Wahrscheinlichkeit nach um flüssiges Wasser, dessen Dichte sieben Prozent über der von Wassereis liegt.


Gewaltige Fontänen aus Wasserdampf und Eis am Südpol des Saturnmondes Enceladus. | Copyright: NASA/JPL/SSI (Mosaik: Emily Lakdawalla)

Ob dieser Untergrund-Ozean nun aber auch tatsächlich die Fontänen am Südpol von Enceladus speist, geht aus den Messungen wiederum nicht hervor. Die Forscher halten dieses Szenario jedoch durchaus für möglich: "Die Risse in der Eiskruste könnten bis hinunter zu jenem Teil des Mondes führen, der von stark wechselnden Gezeitenkräften erhitzt wird, die auf Enceladus wirken, wenn dieser seinen Planeten auf einer stark exzentrischen Bahn umkreist.

Der so flüssige Ozean könnte auch mikrobisches Leben beheimaten: "Material, das aus den Fontänen am Südpol des Mondes austritt, beinhaltet salziges Wasser und organische Moleküle (...wir berichteten) und damit die Grundbausteine des Lebens", kommentiert die Cassini-Projektwissenschaftlerin Linda Spilker vom JPL.

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Vorher-Nacher-Vergleich: Die "magische Insel" wurde erst auf Aufnahmen vom 10. Juli 2013 (unten). Entdeckt. | Copyright: NASA/JPL-Caltech/Cornell

Ithaca (USA) - Auf neuen Radar-Aufnahmen der NASA-Saturnsonde "Cassini" haben US-Astronomen im zweitgrößten Meer des Mondes Titan ein mysteriöses geologisches Objekt entdeckt, das zuvor an selbigem Ort noch nicht vorhanden war. Während es sich bei diesem Objekt wissenschaftlich gesprochen um ein "kurzlebiges Merkmal" zu handeln scheint, sprechen die Forscher scherzhaft von einer "magischen Insel" - obwohl noch nicht einmal bekannt ist, was diese "Insel" überhaupt ist.

Mit einer dichten Atmosphäre, Bergen, Dünen, Seen, Meeren, Flüssen und einen atmosphärischen Flüssigkeitskreislauf gleicht der größte der 62 bekannten Saturnmonde unserer Erde wie kein zweites Objekt im Sonnensystem. Allerdings ist es auf Titan nicht Wasser sondern flüssige Kohlenwasserstoffe wie Methan und Ethan, die die Gewässer füllen und vom Himmel regnen.

Die "magische Insel" (s.Abb.o.), so erläutern die Forscher um Jason Hofgartner von der Cornell University aktuell im Fachjournal "Nature Geoscience", befindet sich im zweitgrößten Meer bzw. zusammenhängen Gewässer des Saturnmondes, dem sogenannten Ligeia Mare.

Wahrscheinlich handele es sich um die erste Beobachtung eines dynamisch-geologischen Prozesses auf der nördlichen Hemisphäre von Titan: "Diese Entdeckung belegt, dass die Flüssigkeiten, die die Meere, Seen und Flüsse der nördlichen Titanhemisphäre bilden, nicht einfach nur stille und unveränderliche Merkmale sind sondern, dass auch sie sich verändern und so die Landschaft prägen und formen", so Hofgarntner. "Derzeit wissen wir aber noch gar nicht, wie diese "Insel" erscheinen konnte und was sie überhaupt ist. Aber genau das wollen wir durch zukünftige Untersuchungen herausfinden."

Die Aufnahmen selbst stammen vom 10. Juli 2013. Ein Vergleich mit früheren Bildern der Sonde (s.Abb.o.u.) zeigt die Ligeia Mare Region noch gänzlich ohne dieses geologische Merkmal. Da die nördliche Hemisphäre des Saturnmondes derzeit in den Titan-Sommer übergeht, vermuten die Astronomen, dass das Auftauchen der "Insel" von eben diesem Jahreszeitenwechsel verursacht wird.

Die Forscher spekulieren unter anderem darüber, ob es sich um Wellen handelt, die dem Cassini-Radar eine Art "Geisterinsel" vorgaukeln. Es könnte sich aber auch um Gasblasen handeln, die vom Boden des Ligeia Mare emporsteigen oder um in Folge von Tauprozessen auftauchende Feststoffe, die so das Radarbild entstehen lassen. "Vielleicht sind es aber auch mehrere Prozesse, die hier zusammenspielen?". Ein Vergleich mit ähnlichen irdischen geologischen Merkmalen soll nun dabei helfen, herauszufinden, aus was die "magische Insel" tatsächlich besteht.

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Grafisches Modell des Aufbaus des Saturnmondes Titan (Illu.). | Copyright: NASA/JPL -Caltech/SSI/Univ. of Arizona/G. Mitri/University of Nantes

Nantes (Frankreich) - Anhand der Daten der Saturn-Sonde "Cassini" sind sich Wissenschaftler mittlerweile sicher, dass auch unter der Oberfläche des größten Saturnmondes Titan ein globaler flüssiger Wasserozean verborgen liegt. Dieser - das zeigen neuen Analysen der Daten - könnte so salzhaltig wie das Wasser des Toten Meeres sein. Während nicht ausgeschlossen werden kann, dass dieser Ozean in früheren Zeiten, als der Salzgehalt noch deutlich geringer war, Leben hervorgebracht haben könnte, schwächt die neue Erkenntnis Hoffnungen darauf, auch heute noch außerirdische Lebensformen darin gefunden werden können.

Wie die Forscher um Giuseppe Mitri von der Université de Nantes und Jonathan Lunine von der Cornell University aktuell im Fachjournal "Icarus" (DOI: 10.1016/j.icarus.2014.03.018) berichten, wird der Ozean von einem Eismantel bedeckt, der zusehends steifer wird und offenbar im Begriff ist gänzlich einzufrieren.

Auf der Grundlage der Schwerkraftdaten gehen die Forscher davon aus, dass das Wasser des darunter liegenden Ozeans mittlerweile so stark salzhaltig, dass es mit jener Lake zu vergleichen ist, die das irdische Tote Meer bildet.

"Nach irdischen Standards ist das also ein wirklich sehr salzhaltiger Ozean", erläutert Mitri. "Diesen Umstand vorausgesetzt, verändert diese Erkenntnis die Art und Weise, wie wir bislang über diesen Ozean als mögliche Heimstätte für Leben spekuliert haben. Früher könnten die Bedingungen jedoch sehr viel anders ausgesehen haben."

Anhand der Cassini-Daten lasse sich auch ablesen, dass die Dicke der Eiskruste an verschiedenen Orten variiert, so die Forscher weiter. Dieser Umstand könne dadurch erklärt werden, dass der gesamte Ozean nach und nach kristallisiert und zu Eis gefriert, da andernfalls die Eiskruste sich - vergleichbar mit warmen Kerzenwachs – nach und nach glätten würde.

Auch dieser Einfrierungsprozess könnte bedeutende Auswirkungen auf die Lebensfreundlichkeit des Titan-Ozeans haben, da so die Fähigkeit zum Materialaustausch zwischen Ozean und Oberfläche eingeschränkt wird.

Als weitere Konsequenz für einen festen Eismantel vermuten die Forscher, dass jegliche Ausgasungen von Methan in die Titan-Atmosphäre nur an sogenannten "hot spots" geschieht. "Das Titan-Methan scheint nicht das Ergebnis von Konvektion oder Plattentektonik zu sein, die die Eisschicht selbst recycelt."

Wie das Methan in die Atmosphäre des Saturnmondes gelangt, ist eine schon lange unter Forschern vieldiskutierte Frage. Da die Moleküle des Gases schon vom Sonnenlicht in geologisch kurzen Zeiträumen aufgebrochen werden - die Titan-Atmosphäre jedoch stetig aus rund fünf Prozent Methan besteht - bedarf es einem wie auch immer gearteten Nachschub des Gases aus dem Innern des Planeten.

Die Autoren der aktuellen Studie vermuten, dass ganz gleich welche Prozesse den Methangehalt der Titan-Atmosphäre auffüllen, diese lokal begrenzt und periodisch ablaufen: "Unsere Arbeit legt nahe, dass es schwer sein wird, Anzeichen für die Methan-Ausgasung mit Hilfe von Cassini zu finden. Wahrscheinlich bedarf es einer zukünftigen neuen Mission, um die Methanquellen auf Titan lokalisieren zu können."

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Boulder (USA) - Mit Hilfe der Daten der Saturnsonde "Cassini" haben NASA-Wissenschaftler 101 individuelle Wassereisgeysire in der Südpolregion des Saturnmondes Enceladus identifiziert. Die Analyse der Daten belegt nun auch eindeutig, dass die Fontänen von Quellen aus dem Inneren des Mondes gespeist werden und nicht durch Prozesse an der Oberfläche angetrieben werden.

Wie die Forscher um Carolyn Porco vom Space Science Institute in Boulder und Leiterin des Cassini-Bildauswertungsteams der NASA aktuell im "Astronomical Journal" berichten, basiert die neuen Studie auf der seit sieben Jahren andauernden Beobachtungen der als "Tigerstreifen" (tiger stripes) bekannten Risse und Frakturen am Südpol von Enceladus, an dem die Sonde vor rund 10 Jahren zu ersten Mal die Wasserfontänen entdeckt hatte.


3D-topografische Umsetzung einiger der lokalisierten Geysire. | Copyright: NASA/JPL-Caltech/Space Science Institute

Wie aus der neuen Studie hervorgeht, stimmen die Orte dieser Geysire mit sogenannten "Hotspots", also auffallend wärmeren Orten auf und unter der eisigen Oberfläche des Saturnmondes, überein.

"Als die Ergebnisse vorlagen, wussten wir sofort, dass nicht Hitze die Geysire antreibt, sondern das es umgekehrt ist. Sie zeigen uns auch, dass die Geysire kein Oberflächenphänomen sind, sondern viel tiefere Wurzeln haben."

Die Geysire, so schlussfolgern die Forscher also, werden also nicht durch Wärme freigesetzt, die durch Reibung der Risse und Frakturen selbst entsteht, den dafür sind die Hotspots zu klein, sondern durch vergleichsweise warmes Wasser aus der Tiefe. Vermutlich aus dem schon seit Jahren postulierten Salzwasserozean unter dem Eismantel des Mondes.


Schematische Erläuterung des Aufbaus des Saturnmondes Enceladus und der die Geysire antreibenden Prozesse (Illu.). | Copyright: NASA/JPL-Caltech/Space Science Institute

Durch feine Kanäle steigt dieses wärmere Wasser durch den Eispanzer an die Oberfläche, wo es sich immer dann in den Geysirfontänen entlädt, wenn die Frakturen beispielsweise durch Gezeitenkräfte des Saturns gedehnt werden. Die Hotspots selbst entstehen wiederum dadurch, dass an der Austrittsöffnung das hier gefrierende Wasser einen Teil seiner Wärme, die nur in einer Quelle unterhalb der eisigen Kruste des Mondes liegen kann, an die Umgebung abgibt.

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Quelle: NASA/JPL

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Mosaik aus Infrarotaufnahmen des Saturnmondes Titan, in dessen Methanseen sich das Sonnenlicht spiegelt. | Copyright: NASA/JPL-Caltech/Univ. Arizona/Univ. Idaho

Pasadena (USA) - Während ihres letzten Vorbeifluges am größten Saturnmond hat die NASA-Sonde "Cassini" zahlreiche neue Aufnahmen der Oberfläche des Titan erstellt, auf denen sich das Sonnenlicht in den großflächigen Seen aus Methan und Ethan spiegelt. Neben der Erde, ist Titan einzige Körper im Sonnensystem, auf dem es Flüsse, Seen, Meeres, Regen, Schnee und damit ein Flüssigkeitskreislauf gibt - hier jedoch nicht aus Wasser sondern flüssigen Kohlenwasserstoffen.

Während "Cassini" schon zuvor unabhängig voneinander Bilder der Methanseen und des Sonnenglitzerns auf den Titan-"Gewässern" aufnehmen konnte, handelt es sich bei dem neuen Mosaik nun um eine Zusammenstellung der ersten Aufnahmen, die beides gemeinsam zeigen.

Neben diesem titan'schen Ozeanglitzern im sogenannten Kraken Mare zeigen die Aufnahmen auch helle Methanwolken über dem Nordpol des Saturnmondes - Wolken, deren Regen wiederum die Methanseen füllen. Gemeinsam mit einer dichten Atmosphäre gilt Titan deshalb auch nicht nur als Modell der noch jungen Erde sondern auch als einer der wahrscheinlichsten Orte auf denen außerirdisches Leben im Sonnensystem existieren könnte.

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Schaubild zum inneren Aufbau des Saturnmondes Enceladus, unter dessen kilometerdicken Eiskruste sich wahrscheinlich ein flüssiger Wasserozean verbirgt, der auch die Fontänen am Südpol des Mondes speist. | Copyright: NASA/JPL-Caltech

Washington (USA) - Anhand neuer Analysen der Daten der Saturnsonde "Cassini" haben US-Wissenschaftler den pH-Wert des Wassers in den geysirartigen Fontänen bestimmt, die aus der Südpolregion des Saturnmondes Enceladus austreten. Dieser deutet auf einen geochemischen Prozess in dem diese Eis-Fontänen wahrscheinlich speisenden, jedoch unter einer kilometerdicken Eiskruste verborgenen Wasserozean hin, der die Entstehung von Leben unterstützt haben könnten.

Wie Christopher Glein von der Carnegie Institution, John Baross von der University of Washington und J. Hunter Waite Jr. vom Southwest Research Institute aktuell im Fachjournal "Geochimica et Cosmochimica Acta" berichten, stelle die Bestimmung des pH-Wertes einen wichtigen Schritt für die Einschätzung dar, ob es auf dem sechstgrößten Mond des Saturn einst Leben gegeben haben könnte und vielleicht sogar heute noch gibt.

Die Messungen basieren auf den Analysedaten des Massenspektrometers an Bord der Sonde als diese Eispartikel und Gase aus den Fontänen untersuchen konnte. Demnach liegt der pH-Wert, mit dem der saure oder basische Charakter wässriger Lösungen bestimmt wird, zwischen 11 und 12 liegt und ist damit vergleichbar mit dem pH-Wert von Amoniak-Glasreinigern ist.

"Die Fontänen beinhalten genau so viel Natriumchlorid (Kochsalz) wie die irdischen Ozeane", berichten die Forscher weiter. "Das zusätzlich vorhandene Natriumkarbonat macht den Quellozean auf Enceladus jedoch den irdischen Natronseen Mono Lake in Kalifornien oder dem Magadisee in Kenia ähnlich." Aus diesem Grund Bezeichnen die Forscher den Enceladus-Ozean auch als "Natronozean".

Während die hohe Salinität in Verbindung mit der Alkalität eines pH-Wertes von knapp 10 das dortige Ökosystem stark einschränkt, gibt es im Mono Lake Leben in Form von Phyto- und Zooplankton, Salzwasserkrebsen, Salzfliegen und den sich von diesen ernährenden Wasservögeln. Die Arten im Mono Lake selbst zeichnen sich durch einen Stoffwechsel aus, der im besonderen Maße an den osmotischen Druck und dem daraus folgenden geringen Gehalt an freiem Wasser im Organismus angepasst ist.

"Die Kenntnis des pH-Werts verbessert nun unser Wissen über die geochemischen Prozesse im Natronozean auf Enceladus", erläutert Glein. "Unser Modell legt nahe, dass der pH-Wert deshalb so hoch ist, weil sich im Ozean ein metamorphischer geochemischer Prozess, die sog. Serpentinisierung, abspielt." Auf der Erde kommt es zur Serpentinisierung, wenn durch Umwandlung von Olivin, Pyroxenen und Amphibolen in den peridotitischen Ausgangsgesteinen unter bestimmten Druck- und Temperaturbedingungen sog. Serpentinminerale entstehen. Auf Enceladus könnte es zur Serpentinisierung kommen, wenn das Ozeanwasser durch einen felsigen Kern am Boden des Ozeans zirkuliert.

"Der Prozess der Serpentinisierung könnte deshalb von so großem Interesse sein, weil dabei auch molekularer Wasserstoff (H2) entsteht, der wiederum eine Quelle chemischer Energie darstellt, wie sie in Abwesenheit des Sonnenlichts für Tiefsee-Ökosysteme von großer Bedeutung ist und somit auch am immerdunklen Grund des Enceladusozeans eine wichtige Energiequelle für dortiges potentielles Leben sein könnte", so Glein. "Molekularer Wasserstoff könnte sowohl die Bildung organischer Verbindungen wie Aminosäuren antreiben, die dann die Grundlage von Leben sein können, als auch als Nahrungsgrundlage für mikrobiologisches Leben, wie etwa methanproduzierende Organismen, sein."

Der Nachweis von Serpentinisierung mache Enceladus zu einem noch aussichtsreicheren Kandidaten bei der Suche nach außerirdischem Leben im Sonnensystem.

grenzwissenschaft-aktuell

http://www.grenzwissenschaft-aktuell.de/...eladus20150916/

Cassini-Sonde erbringt letzten Beweis für Wasserozean auf Saturnmond Enceladus:


Schematische Darstellung des Inneren Aufbaus des Saturnmondes Enceladus (Illu.)
Copyright: NASA/JPL-Caltech (dt. Version: grewi.de)
Ithaca (USA) – Schon lange vermuten Astronomen und Planetenforscher, dass sich unter der eisigen Kruste des Saturnmondes Enceladus ein gewaltiger Wasserozean befindet, der den gesamte Mond bedeckt. Nach sieben Jahren Bildauswertung sind sich die NASA-Wissenschaftlern jetzt endgültig sicher.

Wie die NASA-Wissenschaftler vorab und in der kommenden Ausgabe des Fachjournals „Icarus“ (DOI: 10.1016/j.icarus.2015.08.037) berichten, kann die Stärke der leichten Schwankungen des Mondes während seiner Umrundung des Saturn ausschließlich dadurch erklärt werden, dass sich unter seiner Eiskruste kein festes Material, sondern ein globaler Ozean flüssigen Wasser befinden muss.

Die Entdeckung legt zudem nahe, dass feinster Wasserdampf, Eispartikel und einfache organische Moleküle, wie sie von Cassini bereits zuvor detektiert wurden und aus Rissen im Eismantel am Südpol des Mondes austreten, tatsächlich von eben diesem gewaltigen flüssigen Wasserreservoir gespeist werden.

Schon frühere Analysen der Cassini-Daten hatten nahe gelegt, dass sich unter der Südpolregion von Enceladus zumindest ein linsenförmiger Wasserkörper oder Meer befinden muss und erste Analysen der Gravitationsmessungen während der zahlreichen Vorbeiflüge der Sonde legten auch die Möglichkeit eines globalen Ozeans nahe (…GreWi berichtete). „Die neuen Ergebnisse auf der Grundlage einer unabhängigen Beweisführung – basierend auf den Cassini-Aufnahmen – bestätigen nun, dass (letzteres Szenario) der Fall ist“, so die NASA-Pressemitteilung.

„Diese Schlussfolgerung war ein schwerer Prozess und bedurfte jahrelangen Beobachtungen und Berechnungen der Daten durch unterschiedliche Forschungsdisziplinen“, erläutert Peter Thomas vom Cassini-Bildauswertungsteam an der Cornell University. „Nach all dieser Zeit sind wir uns aber jetzt wirklich sicher, dass unsere Berechnungen und Schlussfolgerungen richtig sind.“

Um zu diesen Schlussfolgerungen zu gelangen, analysierten die Cassini-Forscher die Ergebnisse von sieben Jahren Fotodokumentation der Enceladus-Oberfläche durch Cassini. Hierbei markierten sie auf hunderten von Aufnahmen sorgfältig unterschiedliche Oberflächenmerkmale auf Enceladus – vornehmlich Krater – um anhand dieser die Veränderungen der Rotation des Saturnmondes mit extrem genauer Präzision messen zu können.

Das Ergebnis dieser Arbeit zeigt, dass Enceladus auf seinem Saturnumlauf leicht schlingert. Grund dafür ist, dass der Eismond eine leichte Abweichung von der Kugelform aufweist, da er auf seinem Umlauf von seinem Planeten auf unterschiedlichen Positionen während seiner Rotation hin und her gestoßen wird und so seinen Planeten mal leicht langsamer und mal leicht schneller umkreist.

Die Forscher gaben ihre Messungen dieser Schlingerbewegungen, der sogenannten Libration, in verschiedene Modelle zum möglichen inneren Aufbau von Enceladus ein, darunter eben auch jenes, wonach der Mond vom Kern bis zur Oberfläche erstarrt wäre.


Beim Blick der Cassini-Kamera über die Südpolregion des Saturnmondes Enceladus werden zahlreiche Wassereisfontänen sichtbar.
Copyright: NASA/JPL-Caltech/Space Science Institute

„Wären Oberfläche und Kern aber starr miteinander verbunden, so würde der Kern derart viel Eigenmasse besitzen, sodass die Schlingerbewegung von Enceladus viel kleiner wäre als die, die wir beobachten können“, erklärt Matthew Tiscareno vom SETI Institute. „Da die Schlingerbewegungen aber deutlich stärker sind, muss es global eine flüssige Schicht geben, die Kern und Oberfläche voneinander trennt.“

Zugleich bleibt jener Mechanismus, der das Zufrieren dieses Ozeans bislang verhindert hat, weiterhin rätselhaft. In ihrer Studie stellen die NASA-Forscher allerdings schon jetzt einige Ideen vor, die zukünftig überprüft werden können. Zu diesen zählt auch die Theorie, wonach alleine die Gezeitenkräfte des Ringplaneten sehr viel mehr Hitze im Innern von Enceladus erzeugen als bislang vermutet.

„Wir wissen jetzt sehr viel mehr über diesen Mond and jemals zuvor. Und unsere Ergebnisse zeigen auch, welche Vorteile eine Missionen zu fremden Planeten mit einem langjährigen Orbiter haben“, kommentiert Carolyn Porco vom Space Science Institute (SSI) in Boulder.

Am 28. Oktober soll Cassini erneut direkt durch die Eisfontänen am Südpol des Enceladus durchfliegen und dabei dessen Oberfläche in nur 49 Kilometer Höhe passieren.

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http://www.grenzwissenschaft-aktuell.de/...exagon20150924/

Forscher finden bislang beste Erklärung für gigantisches Sechseck auf Saturn:


Socorro (USA) – Schon seit den frühen 1980er Jahren sorgt eine permanent über dem Nordpol des Ringplaneten Saturn rotierende nahezu gleichseitige Sechseck-Formation in der Atmosphäre für Rätselraten unter Planetenforschern und so manchen Theorie für die Natur und Herkunft des „Saturn-Hexagons“. Nach zahlreichen Erklärungsansätzen liefern US-Forscher nun die bislang beste Erklärung für das mysteriöse Wolken-Sechseck.

Bei dem Saturn-Hexagon handelt es sich um eine in unserem Sonnensystem bislang einzigartige Struktur: Im Zentrum des rund 32.000 Kilometer durchmessenden Sechsecks rotiert ein gewaltiger Sturm und die Struktur selbst – das zeigen Wärmebildaufnahmen der NASA-Saturnsonde „Cassini“ reicht bis zum 100 Kilometer tief in die Atmosphäre des Gasplaneten hinein (…GreWi berichtete).

Der bislang vielversprechendste Ansatz war die Reproduktion einer vergleichbaren Sechseck-Struktur im Innern eines Laborbehälters innerhalb dessen eine die Saturnatmosphäre simulierenden Lösung aus Wasser und Glyzerin (…GreWi berichtete) rotierte. Einziges Problem: Auf Saturn gibt es schlichtweg keinen solchen „Behälter“, der eine entsprechend wässrige und verwirbelbare Lösung beinhaltet.


m Vergleich: Das Saturn-Hexagon (l.) mit jenem 2010 im Labor (r.).
Copyright: NASA/JPL/GSFC/Oxford University

Tatsächlich liegen jedoch zum Verhalten des Hexagons durch die Beobachtungen der Sonden „Voyager“ und „Cassini“ bereits viele genaue Daten vor: So rotiert die Struktur alle 10 Stunden, 39 Minuten und 24 Sekunden einmal um ihre Zentralachse über dem Nordpol des Ringplaneten. Hinzu wird die Struktur von einem Starkwind-Höhenstrom, der mit irdischen Jet Streams vergleichbar ist umflossen.

„Mit einem wirklich einfachen Modell, ist es uns nun gelungen, viele der bislang beobachteten Eigenschaften des Saturn-Hexagons sehr gut zu simulieren“, zeigt sich der Planetenwissenschaftler Raúl Morales-Juberías vom New Mexico Institute of Mining and Technology, gegenüber „Space.com“ von dem Ergebnis der Untersuchungen seines Teams überzeugt.


Das Ergebnis der mit dem realen Vorbild stark übereinstimmenden Computersimulation.
Copyright/Quelle: Morales-Juberías et al. / iopscience.iop.org

Wie die Forscher bereits im Juni im Fachjournal „Astrophysical Journal Letters“ (DOI: 10.1088/2041-8205/806/1/L18) berichteten, zeigt ihre Computersimulation, wie ein ostwärtiger Jet über den Nordpol des Saturn von kleinen internen Störungen – wie man sie bei solchen Strömen in Folge des Wechselspiels mit anderen Luftbewegungen erwarten kann – sich langsam mehr und mehr mäandernd zum beobachteten Hexagon entwickelt. In den Simulationen der Forscher pendelte sich sogar die Rotationsrate des entstandenen Hexagons vergleichbar mit der des realen Vorbilds ein.

Basierend auf diesem Modell sind es also schwächer Ströme in Höhe der Wolken, die das Hexagon nicht nur in der exakten Form halten, sondern auch dessen Rotationsrate bestimmen.

Simulationsergebnisse von Modellen, die gar keine oder tiefere Winde miteinbeziehen, ergaben keine, dem Sechseck entsprechenden Strukturen über dem Nordpol. Stattdessen entstanden etwa ein Sechs-Stern, niederwertigere Vielecke oder auch sechs Strompaare in einer hexagonalen Anordnung. Tatsächlich existiert auch über dem Südpol des Saturn ein Wirbel – jedoch ohne geometrische Ausformung.


Alternative Szenarien führen zwar nicht zum tatsächlich vorhandenen Saturn-Hexagon, erzeugen jedoch nicht weniger spektakuläre geometrische Wolkenstrukturen.



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+ + + GreWi-Kommentar
Immer wieder faszinierend, welche geometrische Meisterleistungen selbst chaotische, natürliche Wirbelsysteme entstehen lassen können.

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http://www.inana.info/blog/2015/12/09/kr...ten-saturn.html

Planeten, jene Sterne des Himmels, die nicht fix am rotierenden Firmament anhingen, sondern frei umherwandeln konnten (vom griechischen „planētēs“ = umherschweifen), galten schon früh als göttliche Kräfte, die nicht den Naturgewalten unterworfen waren, sondern im Gegenteil diese ihrem Willen unterwarfen. Dabei wurde den verschiedenen Planeten jeweils eine bestimmte geistig-seelische Kraft zugesprochen. Diese bezieht sich nicht allein auf den physisch-materiellen Himmelskörper, sondern ist gleichsam Ausdruck einer Seelensphäre. Wir kennen den Ausdruck „Bis in den 7. Himmel“, wobei ein „Himmel“ einer solchen Planetensphäre entsprach. Aus dieser Sphäre heraus senken sich auch in der Geomantie bekannte feinstoffliche Felder, Punkte, Schichtungen u.v.m. Diesen gilt hier unsere Aufmerksamkeit.

Saturn war der letzte Planet, den man viele Jahrtausende lang mit bloßem Auge am Himmel erkennen konnte. So gilt Saturn als der „Schwellenhüter“ und wenn sich Mohamed in seiner Vision an einer Himmelsleiter „bis in den 7.Himmel“ bewegte, dann meint dies die geistige Sphäre des Saturn und damit die Grenzen unserer Identität ja unserer Wirklichkeit. In der mittelalterlich-mythologische Sicht hatte Saturn seine Bahn unter der Sphäre der Tierkreiszeichen. Sein langsamer Zyklus von 29 ½ Jahren ließ ihn auch mit der Epoche einer jeweiligen Generation in Gleichklang treten (ca. 30 Jahre). Daher war Saturn auch der Herrscher der Zeit.

In der chinesischen Mythologie gilt Saturn mit der Wandlungsphase Erde verbunden und auch hier wird der Planet mit dem Alter assoziiert. Deshalb wird der Planet in West wie in Ost oft als alter Mann dargestellt.

In Mesopotamien galt Saturn als der Gott Ninurta und war der Bruder des Gottes Nergal (Mars). Ninurta war es gelungen die Schicksalstafeln zurückzuerobern, die der Winddrache zu gestohlen hatte. Als Dank dafür wurde er von der Göttergemeinschaft zum Hüter des Schicksals erklärt – ein mythologisches Bild, das sich auch in der heutigen Astrologie wiederfindet. Seine Macht war in Mesopotamien so groß, dass er auch als „zweite Sonne“ bezeichnet wurde, da er auf die Bahnen der anderen Himmelskörper den größten Einfluss ausübe.

Auch im antiken Griechenland, war Saturn – hier Kronos („Zeit“) genannt – zunächst der einflussreichste der planetaren Götter, bis er von Zeus (Jupiter) entthront wurde. Ein Mythos, der möglicherweise auf den Wechsel von der zyklischen zur linearen Zeitauffassung schließen lässt.
Bei den Römern schließlich war Saturn wie in China stark mit der Erde verbunden und galt daher als Gottheit der Saat. Seine Herrschaft wurde mit dem Goldenen Zeitalter gleichgesetzt und ihm wurde im Fest der Saturnalien zur Zeit der Wintersonnwende gehuldigt. Die Bräuche während den Saturnalien hatten viele Aspekte des Faschings/Fastnacht: Die weltliche Ordnung war aufgehoben, Herr und Sklave tauschten die Rollen und wie bei uns zu Weihnachten wurden Geschenke ausgetauscht.

Saturn wird astrologisch verbunden mit Geduld, Disziplin, Langsamkeit und Erdhaftigkeit, mit Strukturen und dem Körpergerüst des Skeletts.

Die dem Saturn zugeordnete Himmelssphäre verleiht der Seele in ihrem Inkarnationsprozess die Trennung von der All-Einheit und damit erst ihre Person. Alle Planeten, die ihre Bahn weiter außen haben und erst viel später durch Teleskope entdeckt wurden, sind daher „transpersonal“.


In der geomantischen Interpretation der Formensprache werden dem Saturn Bergformen zugeordnet, die flach sind, was aber bei Bergen eigentlich nur bei Tafelbergen und Hochplateaus möglich ist. In der städtischen Geomantie sind Turmformen Saturn zugeordnet, die gestuft sind oder Zinnen aufweisen. Hierin kommt der Schwellencharakter zum Ausdruck. Manchmal werden auch Türme mit Bleidächern mit Saturn assoziiert.

Der Saturn-Äther der planetaren Ätherschichtungen findet sich in Bodennähe, wobei diese stark durch Zeitqualitäten (Wochentage, Planetenstunden,…) in ihrer Mächtigkeit schwankt.

In der Nähe von Buchen und Koniferen nimmt die ätherische Dichte des planetaren Äthers Saturn zu. Bekannt sind auch Einstrahlpunkte, Ätherlinien und Ätherische planetare Punkte mit Saturnqualität.