Saturnmond Enceladus

Enceladus soll einen porösen Kern besitzen, indem das Wasser durch die Gezeitenkräfte Saturns auf mind. 90°C aufgeheizt wird. Es werde eine Reibungswärme zwischen 10 und 30 Gigawatt erzeugt, was ausreichend sei Enceladus Ozean für einige 10 Millionen bis zu einigen Milliarden von Jahren flüssig zu halten.
http://www.esa.int/Our_Activities/Space_Science/Cassini-Huygens/Heating_ocean_moon_Enceladus_for_billions_of_years

In den orange gekennzeichneten Breichen beträgt die Temperatur mind. 90°C.

Credit: NASA/JPL-Caltech/Space Science Institute; interior: LPG-CNRS/U. Nantes/U. Angers. Graphic composition: ESA

Enceladus soll einen porösen Kern besitzen, indem das Wasser durch die Gezeitenkräfte Saturns auf mind. 90°C aufgeheizt wird. Es werde eine Reibungswärme zwischen 10 und 30 Gigawatt erzeugt, was ausreichend sei Enceladus Ozean für einige 10 Millionen bis zu einigen Milliarden von Jahren flüssig zu halten.
http://www.esa.int/Our_Activities/Space_Science/Cassini-Huygens/Heating_ocean_moon_Enceladus_for_billions_of_years

In den orange gekennzeichneten Breichen beträgt die Temperatur mind. 90°C.

Credit: NASA/JPL-Caltech/Space Science Institute; interior: LPG-CNRS/U. Nantes/U. Angers. Graphic composition: ESA

10 Millionen bis einige Milliarden Jahre? Wie darf ich das verstehen?
Enceladus unterliegt ja den Gezeitenkräften des Saturn permanent. Insofern sollte Leistung auch ständig erbracht werden, welche das Mondinnere aufheizt.

Oder ist es so zu verstehen, dass der kern noch weitere 10Mio bis einige Mia Jahre derart warm wäre, wenn die Gezeitenkräfte heute aufhören würden, welche ihn mit Wärme vollpumpen?

Die Berechnungen beruhen auf einen verformbaren, noch nicht zur Gänze verfestigten, porösen Kern. Wenn sich der Kern in der Zukunft verfestigen sollte, wird weniger Reibungswärme erzeugt, was zu einer allmählichen Auskühlung führt. Die Gezeitenreibung der Eiskruste allein + der radioaktive Zerfall von Elementen im Kern reicht nicht aus, um den Wärmeverlust des Ozeans zu kompensieren. Der Ozean würde wohl lt. Modellrechnungen innerhalb von 30 Millionen Jahren gefrieren.

Image credit: NASA/JPL/Space Science Institute

Südpol-Region des Saturn Mondes Encaladus
Starke Hydrothermalquellen mischen Material aus dem wassergefüllten, porösen Kern des Mondes mit Wasser aus dem massiven unterirdischen Ozean
- und blasen es in Form von Wasserdampf und Eiskörnern in den Weltraum hinaus.

Die Saturn-Sonde Cassini hatte dieses Phänomen bereits am 17. Februar 2005 bemerkt.
Die Auswertung der Cassini-Daten ist immer noch nicht abgeschlossen.
Auch ein Team um Frank Postberg und Nozair Khawaja von der Universität Heidelberg
untersucht weiterhin den Aufbau des ausgestoßenen Eises
und hat kürzlich Fragmente von großen, komplexen organischen Molekülen identifiziert.
Das verstärkt die Vorstellung, dass diese Meereswelt für Leben geeignete Bedingungen bieten könnte.

Neue, aus den Cassini-Daten zusammengesetzte Infrarotbilder zeigen frisch abgelagertes Eis auf der Oberfläche des Mondes (rötliche Färbung). Die glatte rötliche Färbung im Bild oben links ist vermutlich auf erst kürzlich freigelegtes Süßwassereis zurückzuführen. Dies könnte die Oberflächensignatur von Hotspots auf dem Meeresboden sein.
https://www.jpl.nasa.gov/news/news.php?feature=7748
http://www.esa.int/ESA_Multimedia/Images/2020/09/A_new_view_of_Enceladus


Credit: NASA/JPL-Caltech/University of Arizona/LPG/CNRS/University of Nantes/Space Science Institute

Hallo Zusammen,

globale Kartenansicht von Enceladus in Infrarot.

Die in dieser Infrarotkarte verwendeten Farben stellen Infrarotdaten dar, die vom VIMS-Instrument erfasst wurden. Der rote Farbkanal entspricht einem Verhältnis der bei 3,1 Mikrometern beobachteten Helligkeit von Enceladus geteilt durch seine Helligkeit bei 1,65 Mikrometern. Der grüne Kanal entspricht der Helligkeit bei 2,0 Mikrometern und der blaue Kanal entspricht der Helligkeit bei 1,8 Mikrometern. Diese Farben markieren die Position von frischem kristallinem Eis, angezeigt durch einen roten Farbton. Die Forscher überlagerten auch eine hochauflösende Karte der Mondoberfläche, die mit der ISS-Kamera aufgenommen wurde (klare Filterbilder), um geologische Merkmale zu zeigen.
 Diese Karte ist ein gleichwinkliges Projektionszentrum bei 0 ° Länge. Der für die Projektion dieser Karte verwendete mittlere Radius von Enceladus beträgt 252,1 km (entsprechend einem Maßstab von 200 Metern pro Pixel am Äquator).

Die Karte kombiniert Infrarotkarten des Visual and Infrared Mapping Spectrometer (VIMS),  die in der Veröffentlichung von Robidel et al. (2020) enthalten sind. http://www.sciencedirect.com/science/article/abs/pii/S0019103520302293?via%3Dihub

Die sichtbare Karte aus dem Imaging Science Subsystem (ISS) wurde von Bland et al. (2018) veröffentlicht.
http://agupubs.onlinelibrary.wiley.com/doi/full/10.1029/2018EA000399

Diese Karte zeigt eine Version der Karte mit einem Breiten- /Längengradraster.

Kredit: NASA/JPL-Caltech/University of Arizona/LPG/CNRS/University of Nantes/Space Science Institute
https://photojournal.jpl.nasa.gov/catalog/PIA24027



Beste Grüße
Gertrud

Methan als möglicher Biomarker für Leben auf Enceladus?

https://www.spektrum.de/news/cassini-so-wahrscheinlich-ist-leben-unter-dem-eis-von-enceladus/1882114

Im Prinzip sind die ganzen Berechnungen aber nutzlos, weil die Ausgangsbedingung "geraten" werden musste.

Das es methanogenes Leben auf Enceladus geben könnte, ist ja auch nur eine logische Schlussfolgerung aus der Tatsache, dass Methan nachgewiesen werden konnte.
Damit ist die Wahrscheinlichkeit automatisch größer 0.

Im Grunde haben wir ja nur 2 Möglichkeiten:
1.) Eine Sonde die (ähnlich zu Stardust) durch die Geysir-Fontänen fliegt und soviele Proben wie möglich sammelt. Falls es dort Mikroben gibt, werden diese wahrscheinlich auch ab und an mit ins All "gepustet".
2.) Ein Lander mit Bohreinheit.

2.) Ein Lander mit Bohreinheit.

Eventuell reicht auch ein Lander ohne Bohreinheit, der Proben um die Geysire nimmt. Ein Teil des austretenden Materials dürfte auf die Oberfläche von Enceladus zurückfallen.

Die Idee finde ich auch nicht schlecht. Das würde vor allem recht viel Komplexität aus dem Konzept nehmen, weil man dann weder einen Bohrer noch eine Tauchsonde (o.Ä.) bräuchte.
Die entscheidende Frage wäre dann nur, wie viel Material in welcher Konzentration über welcher Fläche verstreut wird und ob das für eine Analyse ausreicht.

Die entscheidende Frage wäre dann nur, wie viel Material in welcher Konzentration über welcher Fläche verstreut wird und ob das für eine Analyse ausreicht.

Vermutlich mehr, als man mit einem Durchflug durch eine der Geysir-Fontänen erhalten würde.
Ein Durchflug würde nur wenige Minuten dauern. Das Material ist nur dünn verteilt (sonst könnte man nicht durch fliegen), so dass sich nur eine kleine Menge einsammeln ließe.
Auf der Oberfläche sollte sich das Material über einen langen Zeitraum abgelagert haben. Zudem müssten die Ablagerungen auch einen zeitlichen Aufschluss über die kryovulkanische Aktivität geben, eine mögliche zeitliche Veränderung der Zusammensetzung des Materials.
Im Extremfall, wenn tatsächlich Mikroorganismen existieren und freigesetzt werden sollten, könnte sich sogar eine mögliche Evolution erkennen lassen.

Eine Stardust-ähnliche Sonde müsste über einen längeren Zeitraum Enceladus umkreisen (in einem recht niedrigen) Orbit um so die Chance zu erhöhen, durch möglichst viele "Ausbrüche" zu fliegen. Hier würde das Motto "viel hilft viel" greifen: man weiß nie wo und wann ein Geysir ausbricht.

Die auch von der Raumsonde Cassini durchflogenen und analysierten Wasserdampffontänen von Enceladus stammen laut neuen Computersimulationen möglicherweise gar nicht direkt aus dem unter dem Eispanzer befindlichen Ozean, sondern aus im Eispanzer selbst verborgenen stark salzhaltigen Schmelzwasserreservoirs. Diese Erkenntnis hat Auswirkungen auf geplante künftige Missionen zu Enceladus, weil die Wasserdampffontänen nicht unbedingt die chemische Zusammensetzung des darunter verborgenen Ozeans verraten. 

“If those plumes aren’t tapping into the ocean, it will really shift our perspective on what that plume is telling us about the interior of Enceladus,” Martin says. “And that’s a big deal.”

https://www.sciencenews.org/article/enceladus-plumes-water-ocean-saturn

Beobachtungen mit dem JWST NIRSpec-Instrument haben auf Enceladus den Ausbruch einer aus Wassermolekülen bestehenden "Wolke" nachgewiesen, die bis 10.000 km in den umgebenden Raum reichte, mit einer Förderrate von über 300 Liter flüssigem Wasser pro Sekunde. Das Wasser stammt wohl aus dem vermuteten "Ozean" unter der Enceladus-Eispanzer oder aus Einschlüssen in diesem.

https://www.theguardian.com/science/2023/may/30/astronomers-see-6000-mile-water-vapour-plume-blasting-from-saturn-moon

edit: Gertrud war schneller (im JWST-Thread)
        https://forum.raumfahrer.net/index.php?topic=1176.msg549741#msg549741

Die noch immer andauernde Auswertung von Cassini-Messdaten hat jetzt ergeben, dass die Kryogeyserfontänen in der Südpolregion von Enceladus, die Eispartikel in den E-Ring um Saturn einspeisen, überraschende Konzentrationen von verschiedenen Phosphorverbindungen enthalten.
Phosphor gilt als eine der "lebensnotwendigen" Voraussetzungen für die Entstehung des Lebens auf der Erde. Die Signatur mehrerer Natriumphosphate wurde jetzt in den ToF-(Time of Flight)-Massenspektren des Cassini Dust Analyzer-Instruments gefunden, bei Konzentrationen, die bis zum Hundertfachen der in irdischen Ozeanen entspricht:

F.Postberg et al.; "Detection of phosphates originating from Enceladus’s ocean",  Nature vol 618, pages 489–493 (2023)
https://www.nature.com/articles/s41586-023-05987-9

https://www.jpl.nasa.gov/news/nasa-cassini-data-reveals-building-block-for-life-in-enceladus-ocean

Die Signatur mehrerer Natriumphosphate wurde jetzt in den ToF-(Time of Flight)-Massenspektren des Cassini Dust Analyzer-Instruments gefunden, bei Konzentrationen, die bis zum Hundertfachen der in irdischen Ozeanen entspricht:

Genau genommen fanden die Wissenschaftler der Freien Universität Berlin sogar eine um das 100- bis 1000-fach höhere Phosphatkonzentrationen als in den Ozeanen der Erde. Das gilt als der letzte fehlende Baustein, um den Ozean unter der Eisdecke von Enceladus endgültig als habitabel bezeichnen zu können. Die Medieninformation der FU Berlin: https://www.fu-berlin.de/presse/informationen/fup/2023/fup_23_137-saturnmond-enceladus-ozean-phosphate/index.html

Eine neue globale topografische Karte von Enceladus zeigt neben bis zu 100 km langen und 1,5 km tiefen ovalen Depressionen (Becken) auf der einen, auch Becken mit komplexeren Formen auf der gegenüberliegenden Seite des Mondes. Ihre globale Verteilung ähnelt den Mustern die für hydrothermale Wolken, die möglicherweise aus dem felsigen Kern von Enceladus austreten, vorhergesagt werden. Schwaden aus heißem Wasser könnten aufsteigen und auf die Eisdecke stoßen. Dabei könnte es zu einer Ausdünnung und lokalem Schmelzen der Eisdecke kommen, wodurch die Oberfläche darüber absinkt und so die Becken entstehen. Außerdem wurde festgestellt, dass Enceladus in Nord-Süd-Richtung etwas birnenförmig verzerrt ist.
https://astrobiology.com/2023/10/new-global-topographic-map-unveils-unique-distortions-on-enceladus.html