Analyse des Streulichts in den Eisfontänen des Enceladus mit Hilfe numerischer Simulationen

Die Südpolregion des Saturnmondes Enceladus zeigt einen aktiven Eisvulkanismus, der Wasserdampf und Eispartikel in das Saturnsystem einspeist und eingehend von der Cassini-Raumsonde beobachtet wurde. Anhand von in-situ-Messungen des Staubinstruments CDA (Cosmic Dust Analyzer) zusammen mit optischen Aufnahmen des Streulichts der Fontänen wurden die Randbedingungen festgelegt, mit denen numerische Simulationen die Dynamik und Dichteverteilung des Staubs im Detail beschreiben konnten. In dieser Arbeit werden simulierte Dichteverteilungen genutzt, um in einem konsistenten Modell das Streulicht der Fontänen zu berechnen. Dabei wird die Struktur und der spektrale Verlauf im Wesentlichen durch die dynamischen Anfangsbedingungen an der Enceladusoberfäche festgelegt. Mit Hilfe des Modells werden Spektren im nahen Infrarot berechnet, deren Geometrie realen Beobachtungen des VIMS-Instruments auf Cassinientspricht und im Vergleich diskutiert. Dabei zeigt sich, dass die beobachteten Spektren ohne Zuhilfenahme einer zusätzlichen Komponente nicht reproduziert werden können. Dies ist zu erwarten, da die eingehende Größenverteilung lediglich die homogene Nukleation aus der Gasphase enthält. Weitere Prozesse, die nötig sind, um den beobachteten Salzgehalt einer Partikelpopulation zu erklären, sind im Entstehungsmodell nicht enthalten. Wir bestimmen diese Komponente anhand der Differenz zwischen simuliertem und beobachtetem Streulicht. Ihre Größenverteilung fällt dabei weniger stark zu großen Teilchen bis 3.5µm ab als die Restkomponente; zudem ist sie wesentlich stärker zur Mondoberfläche konzentriert. Dies steht im Einklang mit der visuellen Identifikation einer diffusen Komponente zwischen den einzelnen Fontänen. Analysis of the Scattered Light in the Ice Fountains of Enceladus using Numerical Simulations.