myGully.com - [Wissenschaft] Sonnensystem: Saturnmond Mimas scheint einen Ozean zu besitzen

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Sonnensystem: Saturnmond Mimas scheint einen Ozean zu besitzen

Bisher galt Mimas als einer der Eismonde des Saturn. Einen Ozean hatte man dort nicht erwartet. Neue Forschungsergebnisse deuten jedoch auf einen jungen Ozean tief unter einer Eisschicht hin.

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Die Oberfläche des kleinen Saturnmondes Mimas ist zerkratzt. Deswegen nimmt die Fachwelt an, dass sich unter seinem schätzungsweise 20 bis 30 Kilometer dicken Eispanzer ein flüssiger Ozean befinden könnte. Eine astronomische Forschungsgruppe will dafür den Beweis geliefert haben.

Damit könnte sich Mimas in die lange Liste der Monde des Sonnensystems einreihen, die wahrscheinlich einen flüssigen Ozean beherbergen. Dazu gehören etwa der Saturnmond Enceladus, aber auch drei der galileischen Monde des Jupiter: Europa, Kallisto und Ganymed. Ebenso scheinen mehrere Monde des Uranus an der Oberfläche gefrorene Wasserwelten zu sein.

Laut dem Forschungsteam ist Mimas jedoch eine Besonderheit. Sein Ozean ist möglicherweise mit keinem anderen im Sonnensystem vergleichbar.

Mimas: Einer der vielen Monde des Saturn

Mimas ist der siebtgrößte der 145 entdeckten Saturnmonde. Jedoch gehört er auch zu den kleinsten der weitgehend runden Monde von Saturn. Entdeckt wurde der Eismond von dem deutsch-britischen Astronomen Wilhelm Herschel am 17. September 1789.

Ähnlich wie beim Erdmond herrscht auch bei Mimas eine gebundene Rotation: Die Eigendrehung des einen Himmelskörpers ist mit der Umlaufperiode um den anderen gekoppelt.

Um seinen Wirtsplaneten zu umrunden, braucht Mimas 22 Stunden, 37 Minuten und 5,2 Sekunden. Das geschieht auf einer fast perfekt kreisförmigen Umlaufbahn, die zwischen den Mittelpunkten beider Himmelskörper 185.520 Kilometer beträgt. Das entspricht drei Saturnradien. Damit befindet sich der zehnte Mond des Ringplaneten etwa 125.000 Kilometer von dessen Wolkenobergrenze entfernt.

Bisher ging die Fachwelt davon aus, dass der Mond bis hinunter zum felsigen Kern aus festem Eis bestehe. Jedoch ist die Art und Weise, wie der Mond auf seiner Umlaufbahn um den Saturn wackelt, merkwürdig. Modellierungen legten bisher zwei verschiedene Erklärungen nahe: Mimas besitzt entweder einen langgestreckten Felskern oder es gibt einen globalen Ozean.

Ein felsiger Kern scheint es nicht zu sein

Das Team untersuchte sorgfältig die Beobachtungsdaten der Cassini-Sonde. Mit Simulationen bildete es die Bewegung von Mimas auf seiner Umlaufbahn um den Saturn nach. Dabei wollte man herausfinden, welche Auswirkungen ein schiefer Kern und ein Ozean auf die Umlaufbahn des Mondes haben.

Der felsige Kern müsste laut den Simulationen so langgestreckt sein, dass er in Richtung Saturn fast pfannkuchenförmig ist. Dies passt weder zu anderen Beobachtungsdaten des Mondes noch zu bisherigen Modellen für die Entstehung von Himmelskörpern im Sonnensystem. Damit schloss das Team diese Möglichkeit aus.

Wenn die Ozean-Hypothese stimmt, scheint dieser sehr jung zu sein. Die Forschungsgruppe geht von weniger als 25 Millionen Jahren aus. Zwar sprechen die Bewegungen des Mondes für einen Ozean, die fehlenden Anzeichen auf dessen Oberfläche lassen jedoch nur ein relativ junges Gewässer zu. Die Grenzfläche zwischen Eis und Ozean soll erst vor zwei bis drei Millionen Jahren, in einer Tiefe von weniger als 30 Kilometern, entstanden sein.

Warum hat sich der Mimas-Ozean erst so spät gebildet?

Für die Entstehung ist eine innere Erhitzung erforderlich. Bei anderen Monden geschah dies vermutlich durch eine ungleichmäßige Gravitationswechselwirkung mit anderen Körpern. Da die Umlaufbahn von Mimas um Saturn kreisförmig oder nahezu kreisförmig gewesen sein muss, waren auch die Gravitationswechselwirkung ziemlich gleichmäßig.

Vor etwa 50 Millionen Jahren könnte es zu Wechselwirkungen mit anderen Saturnmonden wie Dione und Titan gekommen sein. Diese könnten die Umlaufbahn von Mimas in eine eher ovale Form gedrückt haben. Dadurch änderte sich die Stärke der Gravitationswechselwirkung zwischen Saturn und Mimas, Spannungen im Kern wären die Folge gewesen. Das wiederum hätte zu inneren Erwärmungen geführt und das kompakte Eis hätte angefangen zu schmelzen.

"Mimas kann somit ein Zeitfenster in die vergangene Entwicklung von Enceladus und anderen heute ruhigen eisigen Welten, einschließlich Uranmonden und Kuipergürtelobjekten, bieten", schlussfolgert die Forschungsgruppe. "Es ist bekannt, dass die wässrige Mineralumwandlung in eisigen Welten geologisch gesehen schnell abläuft, typischerweise in der Größenordnung von Millionen bis Zehnmillionen von Jahren. Mimas wäre einer der wenigen Orte, an denen dies bereits jetzt geschehen könnte."

Derzeit befindet sich die europäische Raumsonde Juice auf dem Weg zu den Jupitermonden. Im Oktober 2024 will auch die amerikanische Raumfahrtbehörde Nasa den Europa Clipper gen Jupiter schicken. Vielleicht bewegen die Entdeckungen auf den Eismonden Enceladus und Mimas, sowie der *******n Welt von Titan zukünftig weitere Missionen zum Saturn zu schicken.

Zur Studie

Die Studie wurde am 7. Februar 2024 in der Fachzeitschrift Nature veröffentlicht: A recently formed ocean inside Saturn's moon Mimas (Ein kürzlich entstandener Ozean im Inneren des Saturnmondes Mimas).

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