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Mittwoch, 18.10.2017
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Enceladus versorgt Titan mit Sauerstoff

Planet und Monde im Saturnsystem stehen auch chemisch miteinander im Austausch

Die engen Wechselwirkungen im Saturnsystem sorgen auch für den Austausch chemischer Verbindungen zwischen den Monden Enceladus und Titan. Das zeigt ein von NASA Planetenforschern entwickeltes Modell. Es liefert erstmals eine Erklärung dafür, wie Sauerstoffmoleküle von den Wassereisfontänen des Enceladus über die Magnetosphäre des Saturn bis auf die Oberfläche des Titan gelangen könnten, ohne zuvor durch dessen reaktive Atmosphäre abgefangen zu werden.
Blick auf die obere Atmosphäre des Titan

Blick auf die obere Atmosphäre des Titan

Das Magnetfeld des Saturn ist zwar für einen Planeten seiner Größe relativ klein, es reicht aber immerhin aus, um gleich mehrere Saturnmonde einzuschließen, darunter auch die Monde Titan und Enceladus. Schon seit den 1980er Jahren ist bekannt, dass die Saturnmagnetosphäre nicht nur geladene Teilchen enthält, sondern überraschenderweise auch neutrale Atome und Moleküle. Ein Teil von ihnen stammt aus der Polregion des Enceladus, wo Wassereisfontänen weit ins All hinaus schießen. Die Wassermoleküle werden in neutrale und geladene Partikel zerlegt und in der Magnetosphäre des Saturn verteilt.

Was dann mit ihnen geschieht, war bisher unklar. Ein neues Modell, entwickelt von Edward Sittler, Planetenforscher am Goddard Space Flight Center der NASA, könnte nun die gesuchte Erklärung liefern. Gleichzeitig gibt das Modell Anhaltspunkte dafür, dass und wie Sauerstoff auf die Oberfläche des Saturnmonds Titan gelangen könnte, ohne auf dem Weg dahin durch die reaktive Atmosphäre in Kohlenmonoxid oder Kohlendioxid umgewandelt worden zu sein.

Magnetosphäre des Saturn

Magnetosphäre des Saturn

Von Enceladus über den Saturn zum Titan


Da sich der Titan innerhalb der Magnetosphäre des Saturn befindet, ist die Wahrscheinlichkeit hoch, dass mindestens ein Teil der vom Enceladus stammenden, aufgebrochenen Wassermoleküle auch in die obere Atmosphäre des Titan eintritt. Dort könnten sie auf Fullerene treffen, hohle, fußballförmige Kohlenstoffmoleküle, die sehr häufig und leicht Fremdatome und Moleküle in ihr Inneres aufnehmen können. Die Präsenz der Fullerene, die Sittler als sehr wahrscheinlich ansieht, ist bisher noch nicht bewiesen, die Cassini-Sonde hat allerdings Daten gesammelt, die das Vorhandensein schwerer Moleküle belegen.


Fullerene als „Schutzhülle“


Dem Modell nach nehmen die Fullerene zunächst den Sauerstoff aus den Wassermolekülen auf und bilden quasi einen schützenden Käfig darum. Dann kondensieren sie mit Kohlenwasserstoffen zu größeren Clustern, die allmählich nach unten absinken. Auf dem Weg durch die Atmosphäre würde der Sauerstoff normalerweise sofort mit dem reichlich vorhandenen Methan reagieren und zu Kohlenmonoxid und Kohlendioxid umgewandelt werden. Doch im Inneren der Fullerene ist er geschützt. An der Oberfläche angekommen könnten, so das Modell, energiereiche kosmische Strahlen Reaktionen der mit Sauerstoff gefüllten Fullerene katalysieren und so zur Bildung komplexer organischer Moleküle wie beispielsweise Aminosäuren führen.

„Das Saturnsystem ist ein dynamischer Ort, in dem die Enceladus-Plumes den E-Ring erzeugen und die Magnetosphäre mit Wasser beladen, das wiederum mit Titan und anderen Monden interagiert“, erklärt Linda Spilker vom Jet Propulsion Laboratorium der NASA. „Die Studien helfen uns mehr über das Potenzial chemischer Interaktionen zwischen den Monden des Saturn zu verstehen.“
(NASA, 14.07.2010 - NPO)
 
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