Uranus‘ Eismond Miranda, aufgenommen von der NASA-Raumsonde Voyager 2 am 24. Januar 1986.(Bildnachweis: NASA/JPL-Caltech)
In den letzten Jahrzehnten haben Planetenforscher die Liste der Monde in unserem Sonnensystem, die entweder gegenwärtig oder zu einem früheren Zeitpunkt innere Ozeane beherbergen könnten, stetig erweitert. In den meisten Fällen sind diese Monde (wie Europa oder Enceladus) durch die Schwerkraft an die Gasriesen Jupiter oder Saturn gebunden.
In letzter Zeit haben Planetenforscher ihre Aufmerksamkeit jedoch auf den Eisriesen Uranus gerichtet, den kältesten Planeten des Sonnensystems. Neue Forschungsergebnisse, die sich auf Bilder der Raumsonde Voyager 2 stützen, deuten darauf hin, dass Miranda, ein kleiner Eismond des Uranus, einst einen tiefen Flüssigwasserozean unter seiner Oberfläche besessen haben könnte.
Mehr noch, Überreste dieses Ozeans könnten heute noch auf Miranda existieren.
Als die Raumsonde Voyager 2 1986 an Miranda vorbeiflog, nahm sie Bilder der südlichen Hemisphäre auf. Die daraus resultierenden Bilder zeigten eine Reihe verschiedener geologischer Merkmale auf der Oberfläche, darunter Rillen, raue Narben und Krater.
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Forscher wie Tom Nordheim, ein Planetenforscher am Johns Hopkins Applied Physics Laboratory (APL), wollten die bizarre Geologie von Miranda durch ein Reverse Engineering der Oberflächenmerkmale erklären und herausfinden, welche Art von inneren Strukturen am besten erklären könnten, wie der Mond zu seinem heutigen Aussehen kam.
Das Team kartierte die verschiedenen Oberflächenmerkmale des Mondes, wie z. B. die von Voyager 2 beobachteten Risse und Erhebungen, und entwickelte dann ein Computermodell, um eine Reihe möglicher Zusammensetzungen des Mondinneren zu testen, die die auf der Mondoberfläche beobachteten Spannungsmuster am besten erklären könnten.
Das Computermodell ergab, dass die innere Zusammensetzung, die am ehesten mit den Spannungsmustern auf der Oberfläche und der tatsächlichen Oberflächengeologie des Mondes übereinstimmt, das Vorhandensein eines tiefen Ozeans unter der Oberfläche von Miranda ist, der vor 100-500 Millionen Jahren existierte. Ihren Modellen zufolge könnte der Ozean einst 100 Kilometer (62 Meilen) tief gewesen sein, begraben unter 30 Kilometer (19 Meilen) Oberflächeneis.
Miranda offenbart eine komplexe geologische Geschichte in dieser Ansicht, die von Voyager 2 am 24. Januar 1986 bei seiner Annäherung an den Uranusmond aufgenommen wurde. (Bildnachweis: JPL)
Miranda hat einen Radius von nur 235 Kilometern (146 Meilen), was bedeutet, dass der Ozean fast die Hälfte des gesamten Mondkörpers einnehmen würde. Das bedeutet auch, dass es unwahrscheinlich ist, einen solchen Ozean zu finden. „Der Nachweis eines Ozeans in einem kleinen Objekt wie Miranda ist unglaublich überraschend“, sagte Nordheim in einer Erklärung zu den neuen Forschungsergebnissen.
„Es trägt dazu bei, dass einige dieser Monde des Uranus wirklich interessant sein könnten – dass es mehrere Ozeanwelten um einen der entferntesten Planeten unseres Sonnensystems geben könnte, was sowohl aufregend als auch bizarr ist“, fuhr er fort.
Die Forscher vermuten, dass die Gezeiten zwischen Miranda und anderen nahe gelegenen Monden ausschlaggebend dafür waren, dass das Innere von Miranda warm genug war, um einen flüssigen Ozean zu erhalten. Die gravitative Dehnung und Kompression von Miranda, verstärkt durch orbitale Resonanzen mit anderen Monden in seiner Vergangenheit, könnte genug Reibungsenergie erzeugt haben, um das Innere warm genug zu halten, damit es nicht gefriert.
Auch die Jupitermonde Io und Europa haben eine 2:1-Resonanz (auf zwei Umläufe von Io um Jupiter folgt ein Umlauf von Europa), die genügend Gezeitenkräfte erzeugt, um einen Ozean unter der Oberfläche von Europa zu erhalten.
Miranda geriet schließlich aus der Synchronisation mit einem der anderen Uranmonde, wodurch der Mechanismus, der sein Inneres warm hält, außer Kraft gesetzt wurde. Die Forscher glauben jedoch nicht, dass Miranda bereits vollständig zugefroren ist, da sie sich ausgedehnt haben müsste, was zu verräterischen Rissen auf ihrer Oberfläche geführt hat.
„Wir werden nicht mit Sicherheit wissen, ob es überhaupt einen Ozean gibt, bis wir zurückgehen und weitere Daten sammeln“, sagt Nordheim.
„Wir quetschen das letzte bisschen Wissenschaft aus den Bildern von Voyager 2 heraus, das wir können. Im Moment sind wir von den Möglichkeiten begeistert und freuen uns auf die Rückkehr, um den Uranus und seine potenziellen Ozeanmonde eingehend zu untersuchen.“
Diese neue Forschung wurde am 15. Oktober im Planetary Science Journal veröffentlicht.
