Enceladus (Mond)

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Enceladus

Enceladus, aufgenommen von der Raumsonde Voyager 2.
Eigenschaften des Orbits
Zentralkörper	Saturn
Große Halbachse	238 020 km
Periapsis	236 950 km
Apoapsis	239 100 km
Exzentrizität	0,0045
Bahnneigung	0,02°
Umlaufzeit	1,370 d
Mittlere Bahngeschwindigkeit	12,63 km/s
Physikalische Eigenschaften
Albedo	0,95 (?)
Visuelle Helligkeit	11,5 mag
Mittlerer Durchmesser	504 km
Masse	1,08 × 10²⁰ kg
Oberfläche	800 000 km²
Mittlere Dichte	1,61 g/cm³
Siderische Rotation	1,370 d
Fallbeschleunigung an der Oberfläche	0,079 m/s²
Fluchtgeschwindigkeit	0,214 m/s
Oberflächentemperatur	70 K
Geschichte
Entdecker	Wilhelm Herschel
Datum der Entdeckung	28. August 1789
Anmerkungen	Einfach gebundene Rotation. Enceladus hat eine Atmosphäre mit < 10^-6 Pa

Enceladus ist einer der größeren Monde des Planeten Saturn.

[Bearbeiten] Entdeckung

Enceladus (oder Saturn II) wurde am 28. August 1789 von Wilhelm Herschel entdeckt.

Benannt wurde der Mond nach dem Giganten Enkelados (lateinische Form: Enceladus) aus der griechischen Mythologie. Der Name „Enceladus“ und weiterer sieben Saturnmonde wurde von Wilhelm Herschels Sohn, dem Astronomen John Herschel, in einer 1847 erschienenen Veröffentlichung (Results of Astronomical Observations made at the Cape of Good Hope) vorgeschlagen.

[Bearbeiten] Bahndaten

Enceladus umkreist Saturn in einem mittleren Abstand von 238.020 km in 32 Stunden und 53 Minuten. Die Bahn weist eine Exzentrizität von 0,0047 auf und ist 0,0202° gegenüber der Äquatorebene des Saturn geneigt.

[Bearbeiten] Aufbau und physikalische Daten

Enceladus ist annährend kugelförmig, mit Radien von 256,6 × 251,4 × 248,3 km. Auf seiner Oberfläche konnten fünf verschiedene Terrains ausgemacht werden. Neben Einschlagskratern sind flache Ebenen sowie ausgeprägte Brüche und Verwerfungen sichtbar.

Ein Teil seiner Oberfläche scheint mit einem geschätzten Alter von 100 Millionen Jahren relativ jung zu sein. Dies bedeutet, dass Enceladus geologisch aktiv ist. Darauf weist auch die Tatsache hin, dass die Oberfläche mit reinem Wassereis bedeckt ist, das 99 % des eingestrahlten Sonnenlichts reflektiert. Dies ist die höchste Albedo eines Himmelskörpers im Sonnensystem. Ursache könnte Kryovulkanismus (Kältevulkanismus) sein, bei dem Wasser aus dem Innern des Mondes austritt und sich über die Oberfläche verteilt. Enceladus ist der kleinste bekannte Körper im Sonnensystem, der eine geologische Aktivität dieser Art aufweist.

Die ersten Nahaufnahmen des Enceladus zeigen eine an den Jupitermond Europa erinnernde Oberfläche (aufgenommen von Cassini am 16. Februar 2005).

Enceladus ist viel zu klein, als dass radioaktiver Zerfall zu einer nennenswerten Erwärmung im Innern des Mondes führen würde. Er umkreist Saturn in einer 2:1-Resonanz mit dem Mond Dione (wie die Monde Io und Europa den Jupiter), wodurch Gezeitenkräfte wirksam werden, die Reibungen im Mondinnern und damit eine Erwärmung bewirken. Allerdings ist dieser Mechanismus nicht ausreichend, um genügend Wärme zur Verflüssigung von Wassereis zu erzeugen. Die gesamte Erhitzungsrate, die sich aus der Summe möglichen radioaktiven Zerfalls im Innern sowie der maximalen Gezeitenkräfte ergibt, beträgt lediglich etwa ein Zehntel der in der Südpolarregion beobachteten Wärmeenergie. Im Innern von Enceladus scheinen chemische Stoffe vorhanden zu sein, die den Schmelzpunkt des Eises herabsetzen. Diskutiert wird das Vorhandensein von Ammoniak, welches dies bewirken könnte. Es konnte jedoch bislang keine Spur dieses Gases nachgewiesen werden. Es sind Risse, Ebenen und Deformationen der Kruste erkennbar, die darauf schließen lassen, dass das Mondinnere derzeit flüssig ist, obwohl es vor Äonen noch gefroren war.

Kryovulkanische Aktivität auf Enceladus.
Die aufsteigenden Fontänen aus Eiskristallen versorgen offenbar den E-Ring des Saturns mit neuem Material. Die Fontänen scheinen mit den „Tigerstreifen“ der Südpolregion assoziiert.

Aufgrund der hohen Reflexion des Sonnenlichts herrschen auf Enceladus Temperaturen von unter -200 °C. Überraschenderweise befindet sich am Südpol dieses Mondes eine Zone lokaler Erwärmung, die die Oberfläche dort um etwa 20 bis 25 K stärker aufheizt, als es zu erwarten wäre. Die verursachende Wärmequelle ist unbekannt. In dieser Region ist die Oberfläche von parallelen Streifen durchzogen, die aus Spalten bestehen, in denen kristallines Eis bis zur Oberfläche vordringt. Die Umgebung erinnert in ihrem Aussehen an eine vorübergehend erstarrte zähflüssige Masse. Vermutlich bewegt sich unter der Oberfläche das Eis in Konvektionsströmen und löst eine kryovulkanische Spaltenaktivität aus. Der Vorgang erinnert in seinen Effekten an die Plattentektonik der Erde bzw. an vergleichbare Aktivitäten auf dem Jupitermond Europa.

Enceladus rotiert in 32 Stunden und 53 Minuten um die eigene Achse. Er weist damit, wie der Erdmond, eine gebundene Rotation auf. Die Rotationsachse steht senkrecht auf der Umlaufbahn.

Enceladus scheint offenkundig eine Quelle (s. Abb. rechts) des sehr feinen E-Rings des Saturns zu sein. Da sich das Ringmaterial nicht länger als einige tausend Jahre auf seiner Bahn halten kann, sorgt die geologische Aktivität des Mondes für Nachschub.

Enceladus besitzt eine scheinbare Helligkeit von 11,8^m. Um ihn zu beobachten, benötigt man ein größeres Teleskop.

[Bearbeiten] Erforschung durch die Sonde Cassini

Die Raumsonde Cassini untersuchte den Mond bei den nahen Vorbeiflügen am 17. Februar und 9. März 2005. Dabei flog die Sonde in einem Abstand von nur 500 km an Enceladus vorbei und entdeckte ein Magnetfeld und eine dünne Wasserdampf-Atmosphäre. Da die Schwerkraft von Enceladus zu schwach ist, um die Gase längere Zeit zu halten, deutet dies auf eine dauerhafte Quelle auf dem Mond selbst hin. Die Gase könnten entweder von der Oberfläche oder aus dem Inneren des Mondes stammen und durch Vulkane, Geysire oder andere Aktivitäten ausgestoßen werden. Enceladus ist damit, neben dem Titan, der zweite Mond des Saturn, der eine Atmosphäre besitzt. Die Enceladus-Atmosphäre scheint jedoch auf die geologisch aktive Südpolarregion beschränkt zu sein, wie weitere Daten der Cassini-Mission ergaben.

Am 14. Juli 2005 wurden von der Raumsonde Cassini, die den Mond in nur 175 km Abstand überflog, unzählige Eisbrocken in der Größe eines Einfamilienhauses beobachtet, deren Herkunft nicht ganz klar ist. (Details) Da sich diese Brocken im Bereich der bereits erwähnten Streifenmuster befinden, besteht mit großer Wahrscheinlichkeit ein Zusammenhang zu den kryovulkanischen Aktivitäten der Südpolregion.

Modell eines „kalten Geysirs“ auf Enceladus.

Am 9. März 2006 teilte die NASA mit, dass Aufnahmen von Cassini flüssiges Wasser in der Südpolregion von Enceladus vermuten lassen. Es könnte sich in Kammern befinden, die möglicherweise nur einige Meter unter der Oberfläche liegen und bräche dann ähnlich einem Geysir an die Oberfläche aus. Auch die Existenz von Leben in Form von Mikroorganismen wird jetzt nicht mehr völlig ausgeschlossen.

Die geysirartigen Fontänen in der Südpolarregion waren bis in eine Höhe von 500 Kilometern zu beobachten. Ihre Untersuchung ergab, dass sie zu 90 Prozent aus Wasserdampf und zu etwa zehn Prozent aus Kohlendioxid, Stickstoff und Methan bestehen. Ein Teil der Eispartikel fällt auf die Oberfläche zurück und bewirkt das besonders große Rückstrahlungsvermögen von Enceladus. Von dem Großteil der in den Weltraum entwichenen Partikel gelangt ein Teil auf die Oberfläche von anderen Saturnmonden, daher sind auch Mimas, Tethys, Dione und Rhea – die Satelliten im Bereich des E-Rings – im Vergleich zu anderen Monden ungewöhnlich hell.