Kleiner Saturnmond ganz groß

Max-Planck Forscher detektieren Material aus den Tiefen des Mondes Enceladus

Enceladus, ein Eismond des Gasriesen Saturn mit einem Durchmesser von nur 500 km, scheint eine wichtige Rolle zum Verständnis des Saturnsystems zu spielen. Nach mehreren nahen Vorbeiflügen der NASA-Raumsonde Cassini an Enceladus stellte sich heraus, dass der Mond geologisch aktiv zu sein scheint. Eis und Gas wird ständig aus tiefen Schluchten in der Nähe des Südpols heraus in die Umgebung entlassen. Auswirkungen dieses Phänomens sind noch in mehr als eine Million Kilometern Entfernung von Enceladus messbar und beeinflussen die Saturnmagnetosphäre.

Wissenschaftler vom Max-Planck-Institut für Sonnensystemforschung (MPS) in Katlenburg-Lindau sind an Instrumenten an Bord der Raumsonde Cassini beteiligt. Ein Detektor namens LEMMS des "Magnetospheric Imaging Instruments" (MIMI) wurde in den Labors des MPS entwickelt und gebaut. LEMMS ist in der Lage Energie und Richtung von Elektronen und Ionen in der Saturnmagnetosphäre zu bestimmen.

Wie die Erde besitzt auch Saturn ein eigenes Magnetfeld, welches in der Lage ist Elektronen und Ionen in einem so genannten Strahlungsgürtel zu fangen. Enceladus umkreist Saturn innerhalb dieses Strahlungsgürtels. Geladene Teilchen aus dem Strahlungsgürtel gehen auf der Mondoberfläche verloren und hinterlassen eine Lücke in der Teilchenverteilung des Strahlungsgürtels, die man mit LEMMS beobachten kann.

Anders als erwartet beobachtete man keine scharfe gleichtiefe Absenkung der Teilchenanzahl wie bei anderen Eismonden, sondern eine variable, stark schwankende so genannte Absorptionssignatur in den LEMMS-Daten. Diese Variabilität bringen die Wissenschaftler mit der beobachteten geologischen Aktivität des Mondes Enceladus in Verbindung. "Was wir eigentlich mit LEMMS beobachten ist der Einfluss der veränderlichen Eis- und Gaswolke aus den tiefen Schluchten von Enceladus auf die Saturnmagnetosphäre", sagt Dr. Geraint H. Jones vom Max-Planck-Institut für Sonnensystemforschung. "Diese Messungen ergänzen Resultate von anderen Cassini-Teams, die den Mond direkt, seine Oberfläche, seine Atmosphäre, aber auch den Einfluss auf die Magnetosphäre studieren. Viele Disziplinen in der Physik kommen hier zusammen, das ist fantastisch ". Die LEMMS-Ergebnisse sind in Jones et al., Science 10 March 2006: 1412-1415 erschienen.

Abbildung 1: Saturn’s Mond Enceladus wird kontinuierlich von energiereichen Elektronen bombardiert. Diese bewegen sich entgegengesetzt zur Bewegung um den Planeten (roter Pfeil). Am 14. Juli 2005 flog die Raumsonde Cassini durch diesen Strom von Elektronen. Das Instrument LEMMS (einer von drei Detektoren des MIMI-Instruments) an Bord von Cassini zeichnete eine stark reduzierte Anzahl dieser Elektronen auf in der Region, die durch den Mond abgeschirmt wurde (grüner Bereich). Solche Beobachtungen erlauben dem MIMI-Team die Wechselwirkung zwischen Enceladus und geladenen Teilchen des so genannten Strahlungsgürtels zu studieren. Variationen in diesen Signaturen sind Indikatoren für ausgasenden Material aus tiefen Schluchten in der Nähe des Südpols von Enceladus. (Bild: MPS)

Originalveröffentlichung

G. H. Jones, E. Roussos, N. Krupp, C. Paranicas, J. Woch, A. Lagg, D. G. Mitchell, S. M. Krimigis, and M. K. Dougherty Enceladus' Varying Imprint on the Magnetosphere of Saturn
Enceladus' Varying Imprint on the Magnetosphere of Saturn
Science, 10 March 2006