Ein Team von Planetenwissenschaftlern, die an der Cassini-Huygens-Mission arbeiten, hat winzige, eisige Partikel in der Wolke des Saturnmondes Enceladus entdeckt, die einen verlockenden Einblick in das Innere dieser rätselhaften Welt bieten. Das Spektrometer auf Cassini, das Cassini Plasma Spectrometer (CAPS), entdeckte eine Überraschung: Die Eispartikel sind elektrisch geladen.
Cassini erforscht Saturn und seine Monde seit 2004. Enceladus ist 500 Kilometer breit und Cassinis Instrumentensuite hat festgestellt, dass der Mond aktiv ist, mit Jets in der Nähe seines Südpols, die Tausende von Kilometern Gas und Wasser in den Weltraum speien . Während zweier besonders enger Vorbeiflüge des Mondes im Jahr 2008, bei denen nur 52 und 25 km von der Oberfläche entfernt mit einer Geschwindigkeit von etwa 15 km / s (54.000 km / h) überflogen wurden, wurde das CAPS-Instrument des Raumfahrzeugs so ausgerichtet, dass es beim Durchzoomen des Gases Gas aufnimmt Feder.
Das CAPS-Instrument dient zum Nachweis von geladenem Gas (Plasma), aber seine Messungen in der Wolke ergaben winzige Eiskörner, deren Signaturen nur vorhanden sein könnten, wenn sie elektrisch geladen wären. Diese Körner, die wahrscheinlich nur einen Durchmesser von wenigen Nanometern haben (Milliardstel Meter - 50.000 Mal dünner als ein menschliches Haar), fallen in einen Größenbereich zwischen Gasatomen und viel größeren Eiskörnern, die beide direkt während des vorherigen Enceladus entnommen wurden Vorbeiflüge. Die Teilchen haben sowohl positive als auch negative elektrische Ladungen, und die Mischung der Ladungen variierte, als das Cassini-Raumschiff die Wolke überquerte.
Dr. Geraint Jones und Dr. Chris Arridge, beide vom Mullard Space Science Laboratory des University College London, präsentieren die Ergebnisse für das CAPS-Team auf der Konferenz der Europäischen Woche der Astronomie und Weltraumwissenschaften an der University of Hertfordshire.
Jones und Arridge schlagen vor, dass die Körner durch sogenannte triboelektrische Prozesse aufgeladen werden können, indem sie in der Öffnung unter Enceladus 'Oberfläche zusammenstoßen, bevor sie in die Wolke gelangen. Dies liefert wichtige Hinweise auf die Bedingungen in den Lüftungsschlitzen und kann wiederum zum Verständnis der Bedingungen im Innenraum beitragen.
Jones und Arridge sind fasziniert von dem, was ihre Entdeckung über Enceladus enthüllt: „Besonders faszinierend sind die Staubausbrüche, die CAPS entdeckt, wenn Cassini die einzelnen Jets in der Wolke passiert“, sagt Jones. "Jeder Jet ist jedoch nach Ladung aufgeteilt", fügt Arridge hinzu, "negative Körner sind auf der einen Seite und positive auf der anderen".
Arridge sagte, dass diese geladenen Körner, wenn sie sich von Enceladus entfernen, möglicherweise durch elektrische und magnetische Felder in der riesigen Magnetosphäre des Saturn gebogen werden. Auf diese Weise fungiert die Saturn-Magnetosphäre als enormes Massenspektrometer für die Wolkenteilchen, sodass Wissenschaftler ihre Massen einschränken können. Arridge hat begonnen, die Wege dieser neu entdeckten Partikel zu modellieren.
Ionisiertes Gas (Plasma) in der Saturn-Magnetosphäre fließt mit über 80000 km / h an Enceladus vorbei. Die Ergebnisse von Arridge zeigen, dass dieser Plasmafluss in und in der Nähe der Wolke auf Geschwindigkeiten von weniger als 3200 km / h erheblich verlangsamt werden muss, damit dieses enorme Massenspektrometer funktioniert und diese Staubpartikel Cassini erreichen. Diese Verlangsamung des Plasmas ist darauf zurückzuführen, dass die Wolke Partikel in den Plasmastrom injiziert - wodurch sich der gesamte Fluss verlangsamt, ähnlich wie wenn Autos auf eine stark befahrene Autobahn fahren. Diese neuen Ergebnisse liefern weitere Beweise dafür, dass das Material in der Enceladus-Wolke einen großen Einfluss auf die Umgebung des Mondes hat.
Zukünftige Cassini-Vorbeiflüge werden dazu beitragen, die Prozesse bei Enceladus und in seiner Umgebung besser zu verstehen. William Herschel konnte nicht ahnen, dass sich der winzige Lichtpunkt, den er 1789 fand, als solch exotischer Ort herausstellen würde.
Quelle: RAS
