Die Cassini-Kamera erkennt ungewöhnlich starke Stromschleifen vom Mond Enceladus zum 250.000 Kilometer entfernten Saturn.
Wissenschaftler, die mit Daten aus der Cassini-Mission der NASA arbeiten, die bereits im sechsten Jahr ihres Bestehens bei Saturn ist, haben einen elektrischen Strom entdeckt, der zwischen Saturn und seinem Mond Enceladus fließt und eine beobachtbare Emission auf dem Ringplaneten erzeugt. Ein Artikel, der die Forschung beschreibt, erscheint in der Ausgabe vom 21. April Natur. Don Mitchell, Co-Forscher des Cassini-Wissenschaftsteams des John Hopkins University Applied Physics Laboratory (APL) in Laurel, Maryland, beobachtete die aktuelle Verbindung zunächst als starke "Bullauge" in der Mitte der von der APL aufgenommenen Bilder Ionen- und Neutral-Kamera (INCA) auf Cassini. Mitchell, ein Mitautor der Zeitung, sagte:
Der Ionenstrahl, den die Kamera sieht, erscheint mit einer außergewöhnlich hohen Energie zwischen 30.000 und 80.000 Elektronenvolt, was für eine Wechselwirkung mit einem so kleinen Mond überraschend ist.
Künstlerkonzept der Magnetschleife zwischen Saturn und Enceladus. Bildnachweis: NASA / JPL / JHUAPL / Universität von Colorado / Central Arizona College / SSI
Diese Planet-Mond-Verbindung findet auch am Jupiter statt. Io, Europa und Ganymede produzieren alle sichtbare Auroralfüße. Chris Paranicas von APL, ein an der Studie nicht direkt beteiligter Cassini-Wissenschaftler, sagte:
Es ist sehr aufregend, den magnetosphärischen Ort einer Quelle von Auroralemissionen genau zu bestimmen. Bei Jupiter ermöglichte die Identifizierung der Satellitenfüße in der Polarregion den Wissenschaftlern, die Polarregion magnetisch mit der äquatorialen Region zu verbinden. Dieses Papier gibt uns einen guten Anhaltspunkt für zukünftige Studien der Saturn-Aurora.
Der Ionenstrahl bereitete den Weg für APLs Abigail Rymer, Hauptautorin der Studie und Wissenschaftlerin des Cassini-Teams, um Beweise für einen sehr starken, gleichgerichteten Elektronenstrahl in Cassini-Plasmaspektrometerdaten zu finden. Sie sagte:
Ich habe sofort die Elektronendaten abgerufen und es gab einen sehr starken Elektronenstrahl, der sich vom Saturn weg in Richtung Enceladus ausbreitete. Eigentlich war es eine ziemlich seltene Gelegenheit, dies einzufangen, denn wenn Cassini einem Mond nahe fliegt, schauen wir im Allgemeinen auf den Mond - nicht von diesem entfernt.
Die Elektronen, die Rymer entdeckte, hatten eine ausreichende Energie, um eine beobachtbare Auroralleistung auf dem Planeten zu stimulieren. Ein leuchtender Punkt, der genau wie das Nordlicht der Erde geformt wurde - mit Elektronen, die in die Ionosphäre ausfallen. Auf der Erde kommen die Elektronen jedoch aus dem interplanetaren Raum. Bei Saturn stellen sie ein enormes aktuelles System dar, das sich durch Enceladus bis zum Saturn zurückzieht, der mehr als 250.000 Kilometer entfernt ist.
UV-Licht markiert das Vorhandensein eines elektrischen Stroms oder Fußes, der Saturn und Enceladus verbindet. Bildnachweis: NASA / JPL / Universität von Colorado / Central Arizona College
Zwei Wochen nach den ersten Beobachtungen, als Cassini in höheren Breiten flog, nahm der Ultraviolett-Bildgebungsspektrograph drei Bilder der Saturn-Ionosphäre auf, die einen sichtbaren leuchtenden Punkt genau am erwarteten Ort enthielten. Wayne Pryor, der andere Studienleiter vom Central Arizona College, sagte:
Wir haben nach einem Auroralfuß auf dem Saturn gesucht, indem wir Cassinis Ultraviolett-Spektrographen verwendet haben, um Bilder zu machen. Es stellt sich heraus, dass ultraviolettes Licht vom Enceladus-Fuß nicht immer sichtbar ist. Tatsächlich liefern von 282 Bildern, die das Signal enthalten könnten, nur sieben überzeugende Beweise für einen hellen Fleck.
Dass der Fuß zu "flackern" scheint, deutet auf eine variable Ausgasung von Enceladus hin, sagt Rymer, aber das Cassini-Team ist noch nicht davon überzeugt, dass die Fahnenaktivität auf Enceladus variabel ist. Rymer sagte:
Wissenschaftler haben sich gefragt, ob die Entlüftungsrate variabel ist, und diese neuen Daten legen nahe, dass dies der Fall ist.
Fazit: Die Wissenschaftler Abigail Rhymer, Don Mitchell und andere Teammitglieder des John Hopkins University Applied Physics Laboratory haben in Zusammenarbeit mit Daten aus der Cassini-Mission der NASA einen starken elektrischen Strom entdeckt, der zwischen Saturn und seinem Mond Enceladus fließt. Ein Artikel, der die Forschung beschreibt, erscheint in der Ausgabe vom 21. April Natur.