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Veröffentlicht: 13.10.2015, 12:05 Uhr

Raumsonde Cassini Das verräterische Taumeln des Enceladus

Der Saturnmond Enceladus fasziniert durch seine gewaltigen Eisfontänen. Die Geysire werden von einem Ozean gespeist, der die Eiskruste des Trabanten offenkundig vollständig unterspült.

von Hermann-Michael Hahn
© Nasa Die Eisfontänen des Saturnmonds Enceladus

Seit gut zehn Jahren rätseln Forscher über die innere Beschaffenheit des Saturnmondes Enceladus, nachdem die amerikanische Raumsonde Cassini im Jahr 2005 erstmals Wassereisfontänen über der Südpolregion des nur etwa 500 Kilometer großen Eismondes entdeckt hatte. Früh war vermutet worden, dass zumindest Teile der Eiskruste von einem Ozean aus flüssigem Wasser unterspült seien, aus dem die Fontänen unter hohem Druck durch Spalten im Eis nach außen gepresst würden. Jetzt hat eine präzise Auswertung der Fotos von zahlreichen Vorbeiflügen der Cassini-Sonde an Enceladus ergeben, dass dieser Ozean offenbar den gesamten Mond einhüllt und lediglich an der Oberfläche von einer dicken Eiskruste bedeckt ist.

Wie eine Forschergruppe um Peter Thomas von der Cornell University in Ithaca (New York) in der Online-Ausgabe der Zeitschrift „Icarus“ berichtet, vollführt die sichtbare Eiskruste des Saturnmondes keine starre Rotation. Eine Umdrehung dauert knapp 33 Stunden. Sie vollzieht sich aber wie bei einem „eiernden Plattenspieler“ abwechselnd mal etwas schneller und dann wieder langsamer - ein Effekt, der in Anlehnung an das Pendeln einer Balkenwaage als Libration bezeichnet wird. Dadurch verschiebt sich ein Ort auf dem etwa 1500 Kilometer langen Äquator des Mondes relativ zu seiner Position bei einer starren Rotation regelmäßig um bis zu 500 Meter.

Die verräterische Trägheit

Diese Schwingung, die durch äußere Störkräfte des Saturnsystems angeregt wird, ist nach Berechnungen der Planetenforscher jedoch zu groß, als dass sie den gesamten Mond erfassen könnte.

Enceludus © Nasa/JPL-Caltech Vergrößern Diese Illustration zeigt das Innere von Enceladus. Zu erkennen sind die Eisfontänen am Südpol und die Wasserschicht unter der Eiskruste.

Wäre die Eisoberfläche fest mit dem inneren Bereich von Enceladus verbunden, dann würde die Gesamtmasse des Mondes den äußeren Störkräften eine wesentlich höhere Trägheit entgegensetzen, so dass die Libration deutlich geringer ausfallen müsste. Daraus folgern die Wissenschaftler um Thomas, dass eine solche Verbindung nach innen fehlt und der Wasserozean den Kernbereich des Mondes vollständig umschließt.

Mit der gleichen Verfahren haben Mitarbeiter des Instituts für Planetenforschung am Deutschen Zentrum für Luft- und Raumfahrt (DLR) in Berlin gemeinsam mit amerikanischen Kollegen anhand von Aufnahmen der amerikanische Raumsonde „Messenger“ die Rotation des sonnennächsten Planeten Merkur analysiert. Wie sie in den „Geophysical Research Letters“  berichten, haben sie bestätigen können, dass Merkur einen großen, teilweise geschmolzenen Kern besitzt, der mehr als die Hälfte des Volumens und über 70 Prozent der Masse des Planeten ausmacht.

Merkur © Nasa Vergrößern Mit acht Instrumenten an Bord hat die Sonde den kleinen Planeten Merkur vermessen. Seine Oberfläche sieht mondähnlich aus, doch viele der Strukturen sind vulkanischen Ursprungs.

Die Wissenschaftler um Alexander Stark vom DLR stellten darüber hinaus fest, dass Merkur sich neun Sekunden schneller dreht, als man bislang vermutet hat - ein Effekt, der nach vier Jahren jeden Punkt am Merkuräquator um rund 700 Meter „verschoben“ hat. So lange hatte „Messenger“ den Merkur aus der Umlaufbahn erforscht, bis die Sonde Ende April dieses Jahres zum kontrollierten Absturz gebracht wurde. In höheren Breiten sind die Auswirkungen des Effekts geringer.

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Diese kleine Änderung in der Merkurrotation konnte mit den bisherigen Messverfahren nicht erfasst werden. Stark und seine Kollegen haben bereits einen möglichen „Schuldigen“ für die raschere Rotation gefunden. Eine denkbare Erklärung sei, dass Jupiter die Bahn von Merkur störe. Dadurch ändere sich der Abstand Merkurs zur Sonne und als Folge auch die Rotationsgeschwindigkeit des innersten Planeten des Sonnensystems.

© reuters Rückblick 2014: Raumsonde Cassini zeigt Hexagon auf dem Saturn
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