In diesem Bild von Cassini beleuchtet das Gegenlicht der Sonne spektakulär die Wassereisstrahlen von Enceladus (Bildnachweis: NASA/JPL-Caltech/SSI)
Von allen Planeten in unserem Sonnensystem ist Saturn bei weitem der mondreichste. Und das will schon einiges heißen. Sicher, wir sind hier in unserer Ecke mit unserem einzigen Freund, dem Mond™, aber Neptun durchstreift das Universum mit 16 bekannten Begleitern, Uranus hat 28 eigene, und es gibt satte 95 Monde in der jovianischen Nachbarschaft. Aber Saturn? Der spielt in einer anderen Liga. Dieser Ringplanet hat 146 dieser natürlichen Satelliten. Es wird Sie vielleicht überraschen, dass sich die Wissenschaftler trotz einer so großen Auswahl an Saturnmonden meist nur für einen interessieren.
Das goldene Kind im Saturnsystem heißt Enceladus, und es ist deshalb so besonders, weil Wissenschaftler glauben, dass es ein erstklassiger Ort für die Suche nach Leben jenseits der Erde ist. Diese Überzeugung beruht auf mehreren Entdeckungen, die im Laufe der Jahre gemacht wurden. Am offensichtlichsten ist die Tatsache, dass Enceladus über einen unterirdischen Ozean zu verfügen scheint, der möglicherweise Moleküle beherbergt, die zur Entstehung von Leben, wie wir es kennen, beitragen. Und was noch besser ist: Es scheint auch riesige Wassereisfahnen zu geben (man denke an eisige Geysire, die in den Weltraum schießen), die mit diesem Ozean verbunden sind, was bedeutet, dass Raumsonden, die den Planeten umkreisen, theoretisch Beweise für diese Moleküle auffangen könnten, falls sie tatsächlich vorhanden sind.
Bei der Untersuchung von Enceladus kommt es also auf jedes Detail an – was uns zu einem neuen, sehr seltsamen Detail führt, auf das die Wissenschaftler ein Auge geworfen haben: Ein seltsamer, verschwindender dunkler Fleck auf diesem eisbedeckten Mond. Noch weiß niemand genau, was es ist, aber es könnte uns etwas über die Ablagerungen verraten, die die wertvollen Bausteine des Lebens enthalten könnten, nach denen wir suchen.
Dieser dunkle Fleck war eines der faszinierenden Gesprächsthemen auf der Tagung der Amerikanischen Geophysikalischen Union 2024 in Washington, D.C., wo sich Wissenschaftler versammelten, um nach den letzten Teilen des kosmischen Puzzles zu suchen, an dem sie das ganze Jahr über gearbeitet haben.
Ehrfurcht erfüllte den Raum, als Cynthia B. Phillips, eine Planetengeologin am Jet Propulsion Laboratory der NASA, die die Forschungsergebnisse vorstellte, sehr detailliert beschrieb, wie sie und ihr Team den dunklen Fleck ursprünglich identifiziert hatten. Sie verdankte dies ihrem Besatzungsmitglied Leah Sacks, die bei der Durchsicht einer Vielzahl von Daten über Enceladus half, die von den Voyager- und Cassini-Missionen der NASA gesammelt wurden. Ziel der Analyse war es, Bilder derselben Region zu vergleichen, die von diesen Raumfahrzeugen aufgenommen wurden, um Veränderungen auf der Mondoberfläche zu erkennen.
Mögliche Veränderungen könnten erstaunliche Informationen über die geologische Aktivität auf der Welt offenbaren, aber dazu kommen wir gleich; zunächst wollen wir in die Geheimnisse des dunklen Flecks eintauchen.
„Nachdem sie sich Dutzende von Bildpaaren angeschaut hatte, fand sie etwas Interessantes“, sagte Phillips auf der Konferenz. „Es ist ein kleiner dunkler Fleck mit einem Durchmesser von etwa einem Kilometer. Sie entdeckte ihn auf einem Bild aus dem Jahr 2009 und sah ihn 2012 erneut, und er schien verschwunden zu sein.“
Auf der linken Seite ist der dunkle Fleck sichtbar. In der Mitte scheint er verschwunden zu sein. (Bildnachweis: D. A. Patthoff et. al)
Der dunkle Fleck verblasste langsam und wurde im Laufe der Jahre immer kleiner, und er wurde nie wieder ausgeprägter. Das ist seltsam, vor allem, weil Enceladus eine hohe „Albedo“ hat. Das bedeutet im Grunde, dass die Welt sehr hell ist – es ist daher unerwartet, überhaupt einen dunklen Fleck auf ihr zu finden, geschweige denn einen, der verblasst. Doch bevor sie sich zu sehr aufregten, stellten die Wissenschaftler sicher, dass sie sich so weit wie möglich vergewisserten, um die offensichtlichen Vorbehalte auszuschließen.
„Die erste Frage, die wir uns stellten, war“, so Phillips, „‚Nun, ist es nur so, dass wir es auf einigen dieser niedrig aufgelösten Bilder nicht sehen, aber es ist wirklich da?‘“ Kurz gesagt, die Antwort war ein einfaches „Nein, wahrscheinlich nicht“. Ein direkter Vergleich eines Bildes aus dem Jahr 2010 mit einem Bild aus dem Jahr 2011 zeigt zum Beispiel, dass der dunkle Fleck auf dem Bild von 2011 kleiner ist, obwohl das Bild von 2011 eine höhere Auflösung hatte.
Die nächste Frage war: Ist dies eine Art Schatten? Nun, nein. Sieht nicht so aus.
Das Team zog einige Bilder mit Licht aus verschiedenen Richtungen heran, und die Lage des Flecks schien konsistent zu sein. Die Forscher fanden sogar eine Reihe von Bildern mit dem dunklen Fleck, bei denen der Einfallswinkel des Lichts (d. h. der Winkel, in dem das Licht auf eine Oberfläche trifft) immer größer wird. Wäre der Fleck ein Schatten, würde man erwarten, dass er mit einem höheren Einfallswinkel deutlicher hervortritt. Dies war jedoch nicht der Fall – er wurde mit der Zeit immer weniger deutlich. „Wir glauben nicht, dass es sich um die Topographie handelt; wir glauben nicht, dass es nur ein Schatten ist“, so Phillips gegenüber kosmischeweiten.de.
Und es blieb nicht dabei – das Team untersuchte auch Bilder, die im UV-Licht und in Farbe aufgenommen wurden (wobei letztere interessanterweise darauf hindeuteten, dass der dunkle Fleck rötlich-braun ist, im Gegensatz zu den üblichen bläulichen dunkleren Bereichen auf anderen Abschnitten des Mondes). Nichts davon deutete auf eine einfache Erklärung für die Erscheinung hin.
So, was ist es?
„Ich halte es für wahrscheinlicher, dass es sich um eine Art Krater handelt“, sagte Phillips gegenüber kosmischeweiten.de. „Und der Grund, warum er dunkel ist, ist vielleicht ein Stück dunkles Material, das auf der Oberfläche gelandet ist, und man sieht entweder etwas von diesem Einschlag zurückgelassen, und deshalb hat er diese seltsame Farbe, oder man sieht, dass er beim Einschlag eine Art Grundgestein aus Eis freigelegt hat, das eine andere Farbe hatte.“
Aber für fast jedes wahrscheinliche und alltägliche Szenario in der Weltraumforschung gibt es ein seltenes und aufregendes, das einen Kontrapunkt setzt.
„Die wirklich coole Erklärung wäre, wenn es tatsächlich irgendwie von unten nach oben käme; wenn diese rötliche Farbe tatsächlich ein Zeichen für die innere Zusammensetzung von Enceladus wäre“, sagte sie. „Das ist zwar unwahrscheinlich, aber es wäre wirklich interessant.“
Auch wenn wir nicht wissen, was der dunkle Fleck ist, weist Phillips darauf hin, dass wir aus seinem Vorhandensein etwas ziemlich Wichtiges ableiten können: „’Was ist es?‘ Ich kenne die Antwort darauf nicht – aber was ich sagen kann, ist: ‚Wofür können wir ihn nutzen?’“
Erinnern Sie sich an die Federn
Kurz gesagt, die Forscher glauben, dass der dunkle Fleck allmählich zu verblassen schien, weil Ablagerungen aus den eisigen Enceladus-Plumes ihn verdeckt haben könnten. „Wir wissen, dass die gesamte Oberfläche von Ablagerungen bedeckt ist – wie kleine Eisschichten, die sich im Laufe der Zeit aufbauen“, sagte Phillips.
Also, in der Theorie macht das sehr viel Sinn. Aber wenn man wirklich darüber nachdenkt, gibt es einige offene Fragen.
Zum Beispiel sah das Team, dass der dunkle Fleck innerhalb weniger Jahre verblasste – das würde bedeuten, dass nur wenige Jahre ausreichen, damit die Ablagerungen der Eisfahne eine Eisschicht bilden können, die dick genug ist, um einen so markanten Fleck zu bedecken. Immerhin ist er vom Weltraum aus sichtbar! Nach verschiedenen Berechnungen des dunklen Flecks und Modellen der Eisfahnen auf dem Mond müsste es laut Phillips jedoch etwa 100 Jahre dauern, bis sich eine Schicht gebildet hat, die dick genug ist, um diese Art von Fleck zu bedecken.
„Das könnte bedeuten, dass das Ablagerungsmodell für die Abgasfahne, zumindest an diesem Ort, eine Unterschätzung darstellt“, sagte sie. „Eine Sache, die wir nicht berücksichtigt haben, ist die Ablagerung durch Kollisionen mit E-Ring-Partikeln“.
E-Ringpartikel bezeichnen die superkleinen Wassereispartikel in den Saturnringen. Möglicherweise, so die Überlegung des Teams, könnten einige dieser Teilchen dazu beitragen, die Schicht zu bilden, die den dunklen Fleck bedeckt. Aber die Geschichte der Entstehung und Entwicklung dieses Flecks spiegelt sich an diesem Punkt in dem abrupten Ende unserer Geschichte seiner Entdeckung wider.
Es gibt einfach zu viele unbeantwortete Fragen.
„Was würde die Ablagerungsrate, die erforderlich ist, um den schwarzen Fleck in diesem Zeitraum zu bedecken, über die Ablagerungsraten aussagen? Trägt der E-Ring dazu bei, diesen Fleck zu bedecken? Gibt es vielleicht einen anderen Mechanismus?“ grübelte Phillips.
„Und, wissen Sie, was ist der schwarze Fleck?“
