Enceladus ist ein erstaunlicher Mond. Vom Südpol des eisbedeckten Himmelskörpers aus schießen durch lang gezogene Risse im Eispanzer riesige Wassereisfontänen Hunderte Kilometer in die Höhe. Unter der Mondoberfläche schlummert ein riesiger Ozean aus Wasser, darin finden sich sogar organische Substanzen. Die Südhalbkugel des Saturnmondes ist zudem von einer dünnen Atmosphäre umgeben, wie sie sonst nur vom Saturnmond Titan bekannt ist. All das macht Enceladus auch zu einem der Orte im Sonnensystem, an denen es sogar einfache Lebensformen geben könnte.
Ihre detaillierten Erkenntnisse gewinnen Wissenschaftler aufgrund von theoretischen Modellen und Daten der Sonde Cassini, die den Saturn, dessen Ringe und die Monde Titan und Enceladus erforscht und mit hochauflösenden Instrumenten analysiert. Dabei fliegt die Sonde auch mal ganz nah am nur 505 Kilometer großen Enceladus vorbei. 19 solcher Vorbeiflüge gab es bislang, die Sonde näherte sich bisweilen auf weniger als 100 Kilometer, der geringste Abstand lag bei 23 Kilometern, Rekord für Sonden im Sonnensystem.
Nun haben italienische Forscher um Luciano Iess von der Universität Rom die Daten zum Schwerefeld des kleinen Mondes von dreien dieser Flüge über den Süd- und den Nordpol ausgewertet und ziehen daraus Rückschlüsse auf die innere Struktur (Science, Bd. 344, S. 78, 2014). Offenbar ist die Masse unter der Oberfläche des Himmelskörpers ungleich verteilt. Das Gravitationsfeld zeigt eine Asymmetrie zwischen den beiden Polen. Im Süden ist die sonst etwa 60 Kilometer dicke Eiskruste etwas abgeflacht und deshalb dünner.
Durchgeknetet von Gezeitenkräften
Die Messungen der Forscher ergaben 30 bis 40 Kilometer Eis. Dafür liegt darunter ein um die zehn Kilometer tiefer Ozean aus flüssigem Wasser. Weil es eine höhere Dichte als Eis hat, fehlt weniger Masse als erwartet. Der Ozean ist rund um den Südpol bis in die Region des 50. Breitengrades zu finden; auf der Nordhalbkugel gibt es bislang keine Hinweise auf ein solches Meer. Der felsige Kern des Mondes habe zudem eine eher geringe Dichte, schreiben die Forscher, sie liege nur beim 2,4-Fachen von Eis.
Der Südpol des Enceladus fasziniert die Wissenschaftler seit geraumer Zeit. Bis zu 130 Kilometer lange und gut einen Kilometer breite "Tigerstreifen" (im Bild rechts) zerfurchen die Oberfläche. Die Temperatur in diesen Zonen liegt um bis zu 80 Grad Celsius höher als in anderen Regionen. Kältevulkanische Aktivität treibt kristallines Eis nach oben, presst es in periodischen Zyklen durch die tiefen Furchen. An der Oberfläche schießt das Material schlagartig als Fontäne in die Höhe. Es speist vermutlich den äußersten Saturnring mit mikroskopisch kleinen Eis- und Staubteilchen.
Analysen zufolge befinden sich im ausgestoßenen Material auch Kalium- und Natriumsalze. Die zyklische Aktivität ist ein Indiz, dass Gezeitenkräfte des Saturns und der Nachbarmonde Enceladus durchkneten. Er ist der kleinste Körper im Sonnensystem, der eine Art geologische Aktivität im Inneren aufweist.