Seit das Cassini-Raumschiff 2005 erstmals Wasserdampf und Eis aus Brüchen in der gefrorenen Oberfläche von Enceladus ausspioniert hat, haben Wissenschaftler angenommen, dass sich unter dieser eisigen Oberfläche ein großes Wasserreservoir befindet, das möglicherweise die Federn befeuert. Die von Cassini gesammelten Schwerkraftmessungen haben nun bestätigt, dass dieser verlockende Saturnmond tatsächlich einen großen unterirdischen Ozean in der Nähe seines Südpols beherbergt.
„Zum ersten Mal haben wir eine geophysikalische Methode verwendet, um die innere Struktur von Enceladus zu bestimmen, und die Daten legen nahe, dass sich tatsächlich ein großer, möglicherweise regionaler Ozean etwa 50 Kilometer unter der Oberfläche des Südpols befindet“, sagt David Stevenson von Caltech, Mitautor eines Papiers zu diesem Ergebnis, wurde in der aktuellen Ausgabe der Zeitschrift Science veröffentlicht. "Dies liefert dann eine mögliche Geschichte, um zu erklären, warum Wasser aus diesen Brüchen sprudelt, die wir am Südpol sehen."
Bei drei getrennten Vorbeiflügen in den Jahren 2010 und 2012 passierte das Raumschiff innerhalb von 100 km von Enceladus zweimal die südliche und einmal die nördliche Hemisphäre.
Während der Vorbeiflüge veränderte der Gravitationsschlepper die Flugbahn eines Raumfahrzeugs geringfügig und veränderte seine Geschwindigkeit um nur 0,2 bis 0,3 Millimeter pro Sekunde.
So klein diese Abweichungen auch waren, sie waren in den Funksignalen des Raumfahrzeugs erkennbar, als sie zur Erde zurückgestrahlt wurden, und lieferten ein Maß dafür, wie sich die Schwerkraft von Enceladus entlang der Umlaufbahn des Raumfahrzeugs veränderte. Diese Messungen könnten dann verwendet werden, um auf die Verteilung der Masse innerhalb des Mondes zu schließen.
Beispielsweise könnte eine überdurchschnittliche Schwerkraftanomalie auf das Vorhandensein eines Berges hinweisen, während ein unterdurchschnittlicher Wert ein Massendefizit impliziert.
Auf Enceladus haben die Wissenschaftler eine negative Massenanomalie an der Oberfläche des Südpols gemessen, begleitet von einer positiven etwa 30-40 km unterhalb.
"Indem wir die Bewegung des Raumfahrzeugs auf diese Weise analysieren und die Topographie des Mondes berücksichtigen, die wir mit Cassinis Kameras sehen, erhalten wir ein Fenster in die innere Struktur von Enceladus", sagte der Hauptautor Luciano Iess.
"Dies ist wirklich die einzige Möglichkeit, die interne Struktur durch Fernerkundung kennenzulernen", fügte Stevenson hinzu.
Die einzige Möglichkeit, genauere Messungen zu erhalten, besteht darin, Seismometer auf der Oberfläche von Enceladus anzubringen. Und das wird nicht so bald passieren.
Stevenson sagte, das Hauptmerkmal in den Schwerkraftdaten sei die negative Massenanomalie am Südpol von Enceladus. Dies geschieht, wenn an einem bestimmten Ort weniger Masse vorhanden ist, als dies bei einem einheitlichen Kugelkörper zu erwarten wäre. Da die Oberfläche des Südpols von Enceladus eine Vertiefung aufweist, erwarteten die Wissenschaftler eine negative Massenanomalie. Die Anomalie war jedoch etwas kleiner als allein durch die Depression vorhergesagt.
"Die Störungen in der Bewegung des Raumfahrzeugs lassen sich am einfachsten dadurch erklären, dass der Mond eine asymmetrische innere Struktur aufweist, so dass eine Eisschale in einer Tiefe von etwa 30 bis 40 km auf der südlichen Hemisphäre über flüssigem Wasser liegt", sagte Iess.
Während die Schwerkraftdaten einen globalen Ozean nicht ausschließen können, stimmt ein regionales Meer, das sich vom Südpol bis zu 50 Grad südlicher Breite erstreckt, am besten mit der Topographie des Mondes und den hohen lokalen Temperaturen überein, die um die Frakturen beobachtet werden - sogenannte Tigerstreifen am Südpol von Enceladus.
Viele haben gesagt, Enceladus sei einer der besten Orte im Sonnensystem, um nach Leben zu suchen. Die bekannte Wissenschaftlerin Carolyn Porco und Chris McKay haben kürzlich einen Artikel mit dem Titel „Follow the Plume: Die Bewohnbarkeit von Enceladus“ veröffentlicht, in dem sie sagen, dass die Analyse der Wolke durch die Cassini-Mission darauf hinweist, dass die „stetige Wolke aus einem unterirdischen flüssigen Wasser stammt Reservoir, das organischen Kohlenstoff, biologisch verfügbaren Stickstoff, Redox-Energiequellen und anorganische Salze enthält “, auf die Proben aus der Wolke, die in den Weltraum hinausspritzen, mit einer kostengünstigen Vorbeiflugmission zugänglich sind. "Keine andere Welt hat so gut untersuchte Hinweise auf bewohnbare Bedingungen."
Diese neuesten Erkenntnisse von Cassini machen eine Mission bei Enceladus noch verlockender.
Paper in Science (Paywall) „Das Gravitationsfeld und die innere Struktur von Enceladus.“
Quellen: ESA, Caltech
