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Eine Illustration zeigt den Saturnmond Mimas mit dem Gasriesen und Enceladus im Hintergrund.(Bildnachweis: NASA/Robert Lea (erstellt mit Canva))

Astronomen haben entdeckt, dass ein winziger Saturnmond mit dem Namen Mimas unter seiner dicken Eishülle einen verborgenen flüssigen Ozean beherbergen könnte und somit die Voraussetzungen für eine Bewohnbarkeit bietet.

Dieser schockierende Befund verändert die Definition eines Ozeanmondes radikal und könnte letztlich unsere Suche nach außerirdischem Leben auf Monden im Sonnensystem neu definieren. Denn auf den ersten Blick sieht Mimas – der den Spitznamen „Todesstern“ trägt, weil er aufgrund eines großen Kraters der Raumstation des Imperiums in Star Wars ähnelt – nicht wie die Art von Körper aus, von dem Wissenschaftler erwarten würden, dass er einen Ozean beherbergt. Tatsächlich scheint er nicht einmal in der Lage zu sein, eine so große Menge an Flüssigkeit zu tragen.

Das Team, das hinter der wässrigen Entdeckung steht, schätzt, dass sich der Ozean etwa 12 bis 18 Meilen (20 bis 30 Kilometer) unter der Eiskruste von Mimas befindet; die Forscher glauben auch, dass er relativ jung ist, da er erst vor 2 Millionen bis 25 Millionen Jahren entstanden ist. Obwohl er Millionen von Jahren verborgen blieb, scheint der Ozean mindestens die Hälfte des Mondvolumens auszufüllen.

„Das wichtigste Ergebnis ist die Entdeckung von Bewohnbarkeitsbedingungen auf einem Objekt des Sonnensystems, von dem wir nie und nimmer erwarten würden, dass es flüssiges Wasser hat“, sagte Valery Lainey, Mitglied des Entdeckungsteams und Wissenschaftler am Observatoire de Paris, gegenüber kosmischeweiten.de. „Es ist wirklich erstaunlich.“

Die Entdeckung macht Mimas seinem Saturnmond Enceladus noch ähnlicher, von dem Wissenschaftler bereits wussten, dass er einen unterirdischen Ozean besitzt. Beide Monde befinden sich in ähnlicher Entfernung von dem Gasriesenplaneten und sind ähnlich groß: Der eisbedeckte Enceladus hat einen Durchmesser von etwa 500 Kilometern (310 Meilen), während der ähnlich kalte Mimas mit 396 km (246 Meilen) etwas kleiner ist.

Ein wesentlicher Unterschied zwischen den beiden Monden besteht darin, dass der Ozean von Enceladus seine Oberfläche in Form von massiven Strahlen und Plumes durchbricht, während das Meer von Mimas seine Eiskruste noch nicht durchbrochen hat.

Das bedeutet, dass die NASA-Raumsonde Cassini zwar in der Lage war, durch die von Enceladus ausgehenden Eisfahnen zu fliegen, um seine Ozeane zu bestätigen und sogar einige der darin enthaltenen komplexen Moleküle zu entdecken, aber bei Mimas war die Sonde nicht in der Lage, so etwas zu tun.

„Es ist wirklich überraschend, dass wir nichts gesehen haben, aber die Dicke der Eishülle von Mimas reicht aus, um diesen Ozean über Millionen von Jahren ohne nennenswerte Aktivität zu erhalten“, so Lainey weiter. „Deshalb hat Cassini auch nichts an der Oberfläche von Mimas gefunden.“

Das bedeutet jedoch nicht, dass Cassini, das 13 Jahre im Saturnsystem verbrachte, bevor es 2017 absichtlich auf den Gasriesen stürzte, nicht entscheidend zur Entdeckung des Ozeans von Mimas beigetragen hat.

Eine Illustration zeigt die Eiswolken, die vom Saturnmond Enceladus ausstrahlen – etwas, das Mimas fehlt (Bildnachweis: NASA)

Mimas‘ ‚wackeln‘

Lainey und Kollegen entdeckten ihre ersten Hinweise darauf, dass Mimas einen vergrabenen flüssigen Ozean hat, als sie Cassini-Daten nutzten, um einen Bruch in den berüchtigten Ringen des Saturns zu untersuchen, der „Cassini-Teilung“ genannt wird.

Im Jahr 2010, als das Team herausfinden wollte, ob eine Änderung der Umlaufbahn von Mimas die Cassini-Teilung verursacht haben könnte, bemerkte es eine seltsame Verschiebung sowohl der Rotation des Mondes als auch seiner Umlaufbahn. Im Jahr 2014 stellte das Team fest, dass diese großen Schwingungen entweder das Ergebnis eines missgestalteten, festen felsigen Kerns des Saturnmondes waren – oder eines unterirdischen Ozeans

, die es seiner äußeren Hülle ermöglichen würde, unabhängig von seinem Kern zu schwingen.

Der Durchbruch kam, als das Team schließlich die Bewegung von Mimas modellierte und feststellte, dass ein felsiger Kern nur dann für die Beobachtungen verantwortlich sein könnte, wenn er länglich und flach wie ein Pfannkuchen wäre. Dies entsprach natürlich nicht dem, was das Team in der Realität beobachtete, aber die Art und Weise, wie sich die Umlaufbahn von Mimas seit 2014 entwickelt hat, unterstützte auch die Hypothese eines globalen unterirdischen Ozeans.

„Es gibt kein starres Inneres, das mit der Rotation und der orbitalen Entwicklung von Mimas vereinbar wäre“, sagte Lainey. „Es ist eine Erleichterung, dass es uns schließlich gelungen ist, zu zeigen, dass dies die Lösung ist“.

Eine Illustration zeigt, wie Cassini die Ringe des Saturns durchquert und damit den Weg für zukünftige Missionen zu den Saturnmonden weist (Bildnachweis: NASA)

Ein wassergefüllter Mond

Das Team konnte nicht nur feststellen, dass die Ozeane erst seit ein paar Millionen Jahren existieren (weil die Umlaufbahn von Mimas abgeflacht oder exzentrisch ist), sondern auch berechnen, wie viel Wasser wahrscheinlich in den Ozeanen des Mondes vorhanden ist.

„Mindestens 50 % des Volumens von Mimas ist mit flüssigem Wasser gefüllt“, sagte Lainey. „Das ist eine riesige Menge an flüssigem Wasser für die Größe des Satelliten.“

Dieses Wasser scheint sich an dem felsigen Kern von Mimas zu reiben und wird gleichzeitig durch die dabei entstehende Reibung erhitzt. Diese Wechselwirkung führt auch zu dem, was Lainey als „interessante Chemie“ bezeichnet, die sich wahrscheinlich auf dem Saturnmond entwickelt – genau jetzt.

Es wird angenommen, dass die Wechselwirkungen zwischen Wasser und Gestein eine entscheidende Rolle bei der Entstehung und dem Fortbestehen des Lebens auf der Erde gespielt haben, was bedeutet, dass eine solche Chemie auf Mimas in der Tat eine aufregende Perspektive für die Erforschung von Leben und Bewohnbarkeit im Sonnensystem darstellt.

„Mimas ist ein kleines Objekt, das extrem kalt aussieht, ohne geologische Aktivität, und man würde niemals irgendwelche geophysikalischen Aktivitäten im Inneren erwarten, wie z. B. Erhitzung oder Kontakt zwischen Wasser und Silikaten in seinem felsigen Kern“, sagte Lainey. „Es ist wirklich erstaunlich, so etwas zu finden.“

Für zukünftige Untersuchungen würde Lainey gerne ein Raumschiff auf der Oberfläche von Mimas oder sogar Enceladus landen.

„Ich bin mir ziemlich sicher, dass jede Raumfahrtmission zu Enceladus auch Mimas besuchen wird, da sie extrem nahe beieinander liegen und es sich um extrem ähnliche Ozeansysteme handelt, die sich jedoch zu unterschiedlichen Zeiten in ihrer Entwicklung befinden“, erklärte er.

Aber mit dem geplanten Orbilander der NASA, der 2038 die Erde verlassen und 2050 auf dem zweiten Mond ankommen soll, ist ein solches Projekt noch sehr, sehr weit entfernt.

In der Zwischenzeit will Lainey Mimas von der Erde aus untersuchen, um mehr darüber zu erfahren, wie sich seine Temperatur entwickelt hat, wie sich das Vorhandensein dieses Ozeans auf die Umlaufbahn des Saturnmondes ausgewirkt hat und welche Auswirkungen dies auf die Ringe des Saturns und die anderen Monde des Gasriesen hatte. Dies könnte helfen, das Alter der Ozeane von Mimas besser zu berechnen.

„Ich möchte betonen, dass Mimas definitiv nicht wie ein Objekt aussieht, das bewohnbar sein könnte“, fügte Lainey hinzu. „Wenn dieses Objekt bewohnbar sein kann, wer weiß, welche anderen Objekte bewohnbar sein könnten?“

Die Forschungsergebnisse des Teams wurden am Mittwoch (7. Februar) in der Zeitschrift Nature veröffentlicht.