Eine Illustration zeigt Saturns „Todesstern“-Mond Mimas, der seinen Mutterplaneten umkreist (Bildnachweis: Robert Lea/NASA / JPL-Caltech / Space Science Institute)
Anfang des Jahres entdeckten Forscher, dass sich unter der eisigen Hülle des winzigen Saturnmondes Mimas ein riesiger flüssiger Ozean befindet. Jetzt hat das gleiche Team möglicherweise herausgefunden, wie er entstanden ist.
Neue Forschungsergebnisse deuten darauf hin, dass die Eishülle von Mimas schmolz und dünner wurde, als seine Umlaufbahn um den Saturn aufgrund der Anziehungskraft des Ringplaneten weniger abgeflacht oder weniger „exzentrisch“ wurde. Dies hätte vor etwa 2 bis 25 Millionen Jahren einen riesigen Ozean entstehen lassen, was dieses unterirdische Meer für ein Merkmal des Sonnensystems relativ jung macht.
Der winzige Mond hat bereits neu definiert, was Ozeanwelten sein können, da man nicht erwartet hatte, dass so kleine Monde unterirdische Ozeane beherbergen. Diese frühere Entdeckung und die neue Enthüllung, wie dieser Ozean entstanden sein könnte, könnten sich letztlich auf unsere Suche nach Leben anderswo im Sonnensystem auswirken.
„In unserer früheren Arbeit haben wir herausgefunden, dass Mimas in der Vergangenheit eine viel dickere Eishülle gehabt haben muss, um heute eine Ozeanwelt zu sein. Aber da die Exzentrizität von Mimas in der Vergangenheit noch höher war, war der Weg vom dicken Eis zum dünneren Eis weniger klar“, sagte der Teamleiter und leitende Wissenschaftler des Planetary Science Institute, Matthew E. Walker, in einer Erklärung.
„In dieser Arbeit haben wir gezeigt, dass es einen Weg gibt, dass die Eishülle derzeit dünner wird, auch wenn die Exzentrizität aufgrund der Gezeitenerwärmung abnimmt. Allerdings muss der Ozean geologisch gesehen sehr jung sein.“
Inhaltsübersicht
Ein kleiner Mond mit einem großen Ozean
Mimas trägt den Spitznamen „Todesstern“ aufgrund des Herschel-Kraters, der dem Mond ein Aussehen verleiht, das an die mondgroße Raumstation des Imperiums in Star Wars erinnert. Diese riesige Einschlagnarbe entstand, als Mimas vor etwa 4,1 Milliarden Jahren getroffen wurde.
Erhalten Sie den kosmischeweiten.de Newsletter
Brennende Weltraumnachrichten, die neuesten Updates zu Raketenstarts, Himmelsbeobachtungen und mehr!
Mit der Übermittlung Ihrer Daten erklären Sie sich mit den Allgemeinen Geschäftsbedingungen und der Datenschutzrichtlinie einverstanden und sind mindestens 16 Jahre alt.
Mimas hat einen Durchmesser von nur etwa 400 Kilometern (148 Meilen) und ist damit im Vergleich zum Durchmesser des Erdmondes von 3.475 Kilometern (2.159 Meilen) recht klein.
Der Ozean von Mimas befindet sich schätzungsweise 12 bis 18 Meilen (20 bis 30 Kilometer) unter der Eiskruste des Saturnmondes. Die äußere Hydrosphäre von Mimas, die aus Eis und Wasser besteht, ist schätzungsweise 43 Meilen (70 Kilometer) tief, und der Ozean des Mondes ist schätzungsweise 25 Meilen bis 28 Meilen (40 bis 45 Kilometer) tief. Das bedeutet, dass die Ozeane anscheinend die Hälfte des Volumens von Mimas ausmachen.
Diese neue Forschung hat ein neues Licht auf einen Prozess geworfen, der diese riesigen unterirdischen Meere hervorgebracht haben könnte, die sogenannte Gezeitenerwärmung. Diese tritt auf, wenn ein Körper wie der Mond aufgrund von Änderungen der Gravitationskräfte, denen er auf einer elliptischen oder ovalen Umlaufbahn ausgesetzt ist, verzerrt oder gedehnt wird.
„Die Exzentrizität treibt die Gezeitenerwärmung an. Im Moment ist sie im Vergleich zu anderen aktiven Ozeanmonden, wie dem benachbarten Enceladus, sehr hoch“, so Walker. „Wir glauben, dass die Gezeitenheizung die Wärmequelle ist, die für die derzeitige Ausdünnung der Schale verantwortlich ist.
Walker fügte hinzu, dass der Haken an der Sache ist, dass die Gezeitenerwärmung keine freie Energie ist, d.h. während sie die Hülle von Mimas schmilzt, zieht die Gezeitenerwärmung Energie aus der Umlaufbahn des Mondes um Saturn ab. Walker sagte, dass dies die Exzentrizität der Umlaufbahn weiter verringern wird, bis Mimas‘ Umlaufbahn schließlich kreisförmig ist und der ganze Prozess für immer beendet ist.
(Links) Eine Umlaufbahn mit einer Exzentrizität von etwa 0 stellt eine zirkuläre Umlaufbahn dar. (Rechts) eine Umlaufbahn mit einer Exzentrizität von etwa 0,5 eine Ellipse (Bildnachweis: Robert Lea/NASA / JPL-Caltech / Space Science Institute)
Die
Orbital-Exzentrizität wird in Werten von 0 bis 1 gemessen, wobei 0 für einen perfekten Kreis und 1 für eine Parabel steht. Jeder Wert dazwischen ist eine Ellipse. Das Team schätzt, dass die Eisschmelze einsetzte, als die Bahnexzentrizität von Mimas etwa zwei- bis dreimal so groß war wie heute.
Dies stellt die letzten 10 Millionen Jahre der Geschichte von Mimas dar und zeigt eine Entwicklung, die mit der Geologie übereinstimmt, die wir heute auf dem Saturnmond sehen.
Wenn wir an Ozeanwelten denken, sehen wir in der Regel nicht viele Krater, weil die Umgebung wieder auftaucht und sie schließlich ausradiert, wie bei Europa oder dem Südpol von Enceladus“, so Walker. „Er fügte hinzu, dass für die auf Mimas beobachtete Kratermorphologie die Schale des Saturnmondes mindestens 55 Kilometer dick gewesen sein muss, als sie von dem Körper getroffen wurde, der den Herschel-Krater erzeugte.
„Krater können durch ihre Morphologie Hinweise auf das Vorhandensein eines Ozeans und die Dicke der Eishülle geben – wie das Verhältnis zwischen dem Kraterdurchmesser und seiner Tiefe und das Vorhandensein eines zentralen Gipfels“, sagte Walker.
Walker fügte hinzu, dass die aktuelle Exzentrizität der Umlaufbahn von Mimas und die Dickenbeschränkungen, die auf dem leichten Wackeln oder der „Libration“ seiner Rotation beruhen, zu der Annahme führen, dass dieser ganze Prozess der Ozeanentstehung vor nicht mehr als 25 Millionen Jahren begonnen haben muss.
„Mit anderen Worten: Wir glauben, dass Mimas bis vor 10 bis 25 Millionen Jahren vollständig gefroren war und dass dann seine Eishülle zu schmelzen begann. Was diese Epoche des Schmelzens ausgelöst hat, wird noch untersucht“, so Walker abschließend. „Vielleicht sehen wir Mimas zu einem besonders interessanten Zeitpunkt“.
Die Forschungsergebnisse des Teams werden in der Zeitschrift Planetary Science Letters veröffentlicht.
