Cassini weist komplexe Chemie im Ozean von Enceladus nach

Wissenschaftler haben Daten der Raumsonde Cassini ausgewertet und neue komplexe organische Moleküle entdeckt, die aus dem Saturnmond Enceladus austreten. Dies ist ein klares Zeichen dafür, dass in seinem unterirdischen Ozean komplexe chemische Reaktionen stattfinden. Einige dieser Reaktionen könnten Teil von Ketten sein, die zu noch komplexeren, potenziell biologisch relevanten Molekülen führen.

Diese heute in Nature Astronomy veröffentlichte Entdeckung ist ein weiterer Beleg für die Notwendigkeit einer speziellen Mission der Europäischen Weltraumorganisation (ESA), die Enceladus umkreisen und dort landen soll.

Im Jahr 2005 fand Cassini den ersten Beweis dafür, dass sich unter der Eisoberfläche von Enceladus ein verborgener Ozean befindet. Wasserstrahlen schießen aus Rissen nahe dem Südpol des Mondes und schleudern Eiskörner ins All. Einige der winzigen Eisstücke, die kleiner als Sandkörner sind, fallen auf die Mondoberfläche zurück, während andere entweichen und einen Ring um Saturn bilden, der die Umlaufbahn von Enceladus nachzeichnet.

Der Hauptautor Nozair Khawaja erklärt, was wir bereits wussten: „Cassini hat während des Flugs durch den E-Ring des Saturns ständig Proben von Enceladus aufgenommen. Wir hatten in diesen Eiskörnern bereits viele organische Moleküle gefunden, darunter auch Vorläufer von Aminosäuren .“

Die Eiskörner im Ring können Hunderte von Jahren alt sein. Im Laufe ihres Alters könnten sie durch intensive Weltraumstrahlung „verwittert“ und dadurch verändert worden sein. Wissenschaftler wollten frische, erst vor kurzem ausgestoßene Körner untersuchen, um ein besseres Bild davon zu bekommen, was genau im Ozean von Enceladus vor sich geht.

Glücklicherweise lagen uns die Daten bereits vor. Im Jahr 2008 flog Cassini direkt durch die eisige Gischt. Nur wenige Minuten zuvor ausgestoßene, makellose Eiskörner trafen mit etwa 18 km/s auf das Cosmic Dust Analyzer (CDA)-Instrument der Raumsonde. Es waren nicht nur die frischesten Eiskörner, die Cassini je entdeckt hatte, sondern auch die schnellsten.

Die Geschwindigkeit war entscheidend. Nozair erklärt, warum:

„Die Eiskörner enthalten nicht nur gefrorenes Wasser, sondern auch andere Moleküle, darunter auch organische. Bei niedrigeren Aufprallgeschwindigkeiten zerbricht das Eis, und das Signal von Wassermolekülansammlungen kann das Signal bestimmter organischer Moleküle überdecken. Treffen die Eiskörner jedoch schnell auf CDA, bilden sich keine Wassermoleküle, und wir haben die Chance, diese bisher verborgenen Signale zu sehen.“

Es dauerte Jahre, das Wissen aus früheren Vorbeiflügen zu sammeln und es dann zur Entschlüsselung dieser Daten anzuwenden. Doch nun hat Nozairs Team enthüllt, welche Art von Molekülen in den frischen Eiskörnern vorhanden waren.

Sie stellten fest, dass bestimmte organische Moleküle, die bereits im E-Ring verteilt nachgewiesen wurden, auch in den frischen Eiskörnern vorhanden waren. Dies bestätigt, dass sie im Ozean von Enceladus entstanden sind.

Sie entdeckten außerdem völlig neue Moleküle, die zuvor noch nie in den Eiskörnern von Enceladus beobachtet worden waren. Zu den neu entdeckten Molekülfragmenten zählten aliphatische, (hetero)zyklische Ester/Alkene, Ether/Ethylene und – vorläufig – stickstoff- und sauerstoffhaltige Verbindungen.