Abenteuer Astronomie

Woher kommt das Wasser in Saturns Hochatmosphäre war eine Frage, die die Wissenschaft spätestens seit 1997 verstärkt beschäftigte. Damals gelang es dem Infrared Space Observatory (ISO) der ESA, die schon durch Voyager 1 im November 1980 gesammelten Hinweise auf die Anwesenheit von Wasser in den oberen Atmosphärenschichten des Saturns zu bestätigen. Aus tieferen Regionen des Planeten konnte es schließlich nicht stammen. Zwar sind in den wärmeren Atmosphärenschichten dort relativ kleine Mengen gasförmigen Wassers gefangen. Allerdings kann es von dort nicht in die kalte Hochatmosphäre aufsteigen. Um dahin zu gelangen, müssen die Wassermoleküle den Saturn also aus dem umgebenden Raum erreichen. Ein über 600000km durchmessender und nahezu 60000km mächtiger Volltorus steht jetzt in dringendem Verdacht, der Urheber des nunmehr auch schon 14 Jahre alten Befundes zu sein: nachgewiesen im Infraroten durch das Weltraumteleskop Herschel und verursacht durch die Geysiraktivitäten in der Südpolarregion des kleinen Eistrabanten Enceladus. Bisher ist im Sonnensystem kein weiterer Mond bekannt, der einen ähnlich substantiellen Einfluss auf die chemische Zusammensetzung seines Mutterplaneten ausübt.

Unbekannt blieb die enorme Wasseransammlung bis jetzt, da Wasserdampf in den meisten Wellenlängen des sichtbaren Spektrums transparent erscheint. Seinen größten Wasseranteil verliert der Torus an den freien Raum. Etwas setzt sich als gefrorenes Wassereis auf den Saturnringen ab, während sich bis zu 5% in der Atmosphäre des Riesenplaneten wiederfinden. Wie Computermodelle zeigen, liegt die hieraus kalkulierte Eruptionsrate von Wasserdampf aus den Geysiren des Enceladus mit etwa 200kg/s sehr gut bei den Ergebnissen, die frühere Messungen mit Cassinis Ultraviolet-Imaging-Spectrograph (UVIS) ergaben. Als schönen Nebeneffekt liefert die Wasserwolke auch gleich die Erklärung zu den Vorkommen an Sauerstoff in Form freier, einzelner Sauerstoffatome, dem sogenannten atomarem Sauerstoff. Diese, im Saturnsystem verteilten Vorkommen an atomarem Sauerstoff, entdeckte Cassini schon während der Annäherung, noch bevor die Sonde in einen Orbit um den Riesenplaneten einbremste. Das Wasser im Torus ist durch den Einfluss der solaren Strahlung Dissektionsprozessen ausgesetzt, die die Wassermoleküle zunächst in Wasserstoff und Hydroxid, und später das Hydroxid in atomaren Sauerstoff aufspalten.

Lars-C. Depka