Cassini-Mission enthüllt die Geheimnisse der walnussförmigen Ringmonde des Saturn

Abb. 1) Die drei kleinen Ringmonde Atlas, Daphnis und Pan mit ihren ausgedehnten äquatorialen “Hutkrempen”.
Bildquelle: NASA/JPL-Caltech/Space Science Institute
Abb. 2) Künstlerische Darstellung des Aufbaus des Saturnsystems mit seinen Ringen und Eismonden.
Bildquelle: NASA/JPL (modified)

News vom 28.03.2019

Eine neue Studie über die kleinen, inneren Monde von Saturn wurde heute in der neuesten Ausgabe des renommierten Wissenschaftsjournals Science veröffentlicht. Bilder von Pan, Daphnis, Atlas, Pandora und Epimetheus, die im Winter 2016/2017 von der Raumsonde Cassini aufgenommen wurden, zeigen teilweise große, wulstige Strukturen rundherum um diese sogenannten "Schäferhundmonde". Diese Strukturen entlang des Äquators, die wie “Hutkrempen” aussehen, verleihen den kleinen Monden eine sonderbare, walnussartige Form (Abb. 1). Der Artikel enthält Beiträge der Wissenschaftler Frank Postberg, Tilmann Denk, Nozair Khawaja, und Heike Rosenberg vom Fachbereich Geowissenschaften, Fachrichtung Planetologie und Fernerkundung der Freien Universität Berlin.

Diese "Hutkrempen" entstanden wahrscheinlich durch winzige Staubpartikel, die von der äußerst geringen Schwerkraft der Monde im Laufe von Jahrmillionen aus den umliegenden Ringbereichen angezogen wurden. Gestützt wird diese These durch Cassini-Instrumente, welche mehrfach sehr geringe Dichten und poröse Oberflächen der inneren Monde beobachteten. Neben Eisteilchen aus den Hauptringen, deren Umlaufbahnen sich zumeist noch näher am Saturn befinden als die Bahnen der inneren Monde, lagern sich auf den hellen Oberflächen auch eisige Partikel und Wasserdampf an, die vom außerhalb der Hauptringe kreisenden größeren Mond Enceladus ausgestoßen werden (Abb. 2). Wahrscheinlich verursacht eine Mischung aus organischen Stoffen und möglicherweise Eisen, das wiederum aus dem Ringsystem stammt, eine rötliche Färbung der Mondoberfläche. Dadurch erscheinen die inneren Monde, deren Umlaufbahnen sich näher an den Hauptringen befinden, eher rötlich, während diejenigen Monde, die näher an der Umlaufbahn von Enceladus um Saturn kreisen, eine hellere Oberfläche haben.

Die auffälligste Eigenschaft des Planeten Saturn ist sein beeindruckendes Ringsystem, das aus Gesteinsbrocken, Eis und Staub besteht. Die in der neuen Science-Studie betrachteten kleinen, unregelmäßig geformten Monde umkreisen den Planeten nahe der Außenkante des Hauptrings oder im Falle von Daphnis und Pan sogar innerhalb von Lücken im Ringsystem. Eine genaue Analyse der Wechselwirkungen der "Schäferhundmonde" mit dem Ringsystem des Saturn ist eine entscheidende Voraussetzung, um die Entstehungsgeschichte und dynamische Entwicklung des zweitgrößten Planeten unseres Sonnensystems verstehen zu können.

Die Cassini-Raumsonde umkreiste den Ringplaneten Saturn zwischen Juli 2004 und September 2017 insgesamt 294 Mal. Die Cassini-Huygens-Mission war ein äußerst erfolgreiches Projekt der amerikanischen (NASA), europäischen (ESA) und italienischen (ASI) Weltraumbehörden, welches das Verständnis des äußeren Sonnensystems auf einen völlig neuen Stand hob. Wissenschaftler der Freien Universität Berlin waren an der Mission seit ihren Anfängen beteiligt. Zwischen Dezember 2016 und April 2017 gab es fünf relativ nahe Vorbeiflüge an den inneren Monden, in deren Verlauf sechs wissenschaftliche Instrumente an Bord der Raumsonde, unter anderem Kameras, Spektrometer und Staubdetektor, vielfältige Daten aufnahmen. Diese umfangreichen Beobachtungen, die in den kurzen Zeitfenstern der Vorbeiflüge vorgenommen wurden, ermöglichten die genaue Bestimmung von Morphologie, Struktur und Zusammensetzung der Monde.

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