Datum: 15. April 2016, Nr. 26

Universität Stuttgart an einmaligen Messungen mit neuartigem Staubsensor beteiligt

Cassini entdeckt interstellaren Staub am Saturn

Die NASA Raumsonde Cassini hat eine schwache, aber dennoch deutliche Signatur des ins Sonnensystem einfallenden interstellaren Staubs aufgespürt. Zum Einsatz kam dabei ein fortschrittlicher Staub­sen­sor, der von der Universität Stuttgart betrieben wird.

Unser Sonnensystem bewegt sich mit 90.000 km/h durch eine Wolke aus interstellarem Gas und Staub, so dass die Mikropartikel aus einer de­finierten Richtung in unser Sonnensystem eindringen. Interstellare Staub­teilchen im Sonnensystem wurden erstmalig von der Ulysses-Mis­sion in den 1990er-Jahren zwischen Mars und Jupiter entdeckt.

Cas­sini erforscht das Saturnsystem mit seinen Ringen und Monden seit zwölf Jahren. In dieser Zeit wurden Millionen von kleinen eisreichen Staub­teilchen mit dem Staubsensor CDA (Cosmic Dust Analyser) ge­mes­sen. Fast alle dieser Partikel stammen aus dem Inneren des Eis­mon­des Enceladus.

Nun ist es einem internationalen Forscherteam gelungen, 36 Partikel aus die­sem Datensatz zu isolieren, die weder von Enceladus oder den Saturn­ringen noch aus dem Sonnensystem selbst entstammen. Diese 36 Partikel kommen als Boten des interstellaren Mediums in unser Sonnen­system.

“Die Flugbahn der Sonde und die lange Messzeit von vielen Jahren machen Cassini zu einem Observatorium für interstellare Materie.” Er­klärt Projektleiter Dr. Ralf Srama vom Institut für Raumfahrtsysteme der Uni­versität Stuttgart. Die Raumsonde ist erstmalig mit einem fort­schritt­lichen Staubsensor ausgestattet, der auch die elementare Zu­sam­men­setzung von seltenen einschlagenden Staubteilchen bestimmen kann. Mit diesem können die Wissenschaftler erstmals die chemische Natur des interstellaren Staubs ergründen.

In der aktuellen Ausgabe der Zeitschrift Science berichtet nun das inter­nationale Forscherteam um Dr. N. Altobelli (ESA) von der erfolgreichen Ent­deckung von 36 interstellaren Staubteilchen am Saturn und der Messung ihrer elementaren Zusammensetzung. Demnach sind die Partikel homogen in ihrer Zusammensetzung und sie werden durch ge­steinsbildende Elemente wie Magnesium, Silizium, Sauerstoff,  Calzium und Eisen dominiert. Die Häufigkeit dieser Elemente entspricht dabei den bekannten kosmischen Häufigkeiten. Dagegen sind die flüchtigen Elemente Kohlenstoff und Schwefel unterrepräsentiert.

Die homogene Zusammensetzung der Staubteilchen kann dadurch er­klärt werden, dass diese Partikel im interstellaren Medium mehrfach eine Prozesskette durchlaufen haben, bei der die Partikel in Schocks erst zerstört wurden um später wieder zu kondensieren.

Die Messungen von Cassini im Saturnsystem sind durch ihren in-situ Charakter einmalig und sie ergänzen die bisherigen Fernbeobachtungen von interstellarem Staub im optischen oder infraroten Spektralbereich. Cassini liefert somit einen neuartigen Einblick in die Natur der inter­stel­laren Materie, aus der neue Sterne und Planeten entstehen.

Der Staubsensor CDA wurde vom Deutschen Zentrum für Luft- und Raumfahrt, dem Max-Planck-Institut für Kernphysik und der Universität von Canterbury (UK) gemeinsam entwickelt. DLR und ESA unterstützen den Betrieb des Instruments. Die Projektleitung hat PD Dr.-Ing. R. Srama vom Institut für Raumfahrtsysteme der Universität Stuttgart. Die chemischen Analysen stehen unter der Leitung von PD Dr. F. Postberg und Prof. Dr. M. Trieloff von der Universität Heidelberg.

Das Projekt wird vom DLR mit dem Förderkennzeichen 50 OH 1501 gefördert.

 

Weitere Informationen:

Dr. Ralf Srama, Universität Stuttgart, Institut für Raumfahrtsysteme
T +49 711 685-62511, E-Mail

Originalpublikation:

Altobelli, F. Postberg, K. Fiege, M. Trieloff, et al: Flux and composition of interstellar dust at Saturn from Cassini’s Cosmic Dust Analyzer. Science, 15. April 2016.

Kontakt

Dr. Hans-Herwig Geyer, Leiter Hochschulkommunikation und Pressesprecher, Telefon 0711 685-82555, E-Mail
Andrea Mayer-Grenu, Wissenschaftsreferentin, Telefon 0711 685-82176, E-Mail

Der Staubsensor Cosmic Dust Analyzer an Bord der Raumsonde Cassini hat im Saturnsystem kleinste Staubteilchen aus dem interstellaren Raum nachgewiesen. Bildrechte: ESA; Staubpartikel: NASA/JPL; Saturnbild: NASA/JPL/Space Science Institute