„Frankenstein“-Mond: Gezeitenkräfte von Uranus könnten zu Mirandas bizarrem Aussehen beigetragen haben

Miranda, der innerste der fünf Uranus-Monde, hat ein „Frankenstein“-ähnliches Aussehen: Es sieht aus, als wäre es aus Teilen zusammengesetzt, die nicht richtig zusammenpassten. Außerdem hat es unglaublich unterschiedliche Oberflächenmerkmale, darunter Canyons, die bis zu 12-mal tiefer sind als der Grand Canyon der Erde, Einschlagskrater, Klippen und parallele Rillen, die Sulci genannt werden.

Im Laufe der Jahre wurden verschiedene Hypothesen aufgestellt, um Mirandas rätselhaftes Aussehen zu erklären. Zunächst als das Ergebnis eines katastrophalen Einschlags, Zerfalls und anschließenden Wiederzusammensetzens gedacht, glauben Wissenschaftler heute, dass einige der Merkmale von Miranda möglicherweise von Uranus selbst beeinflusst wurden und das Ergebnis von Konvektion sind: thermisch induzierter Wiederauftauchen durch Gezeitenkräfte vom Planeten .

Auf Miranda sind drei große, geometrisch geformte Merkmale zu sehen, die Coronae genannt werden. Bis heute sind Venus und Miranda die einzigen Körper in unserem Sonnensystem, auf denen Koronae beobachtet wurden. Bildquelle: NASA/JPL-Caltech

Miranda wurde 1948 von Gerard Kuiper entdeckt. Obwohl er nur einen Durchmesser von 471 Kilometern hat (ungefähr ein Siebtel des Erdmondes), hat er eine der seltsamsten und abwechslungsreichsten Landschaften in unserem Sonnensystem.

Im Mittelpunkt der neuen Forschung stand die Analyse von drei sehr großen, geometrisch geformten Merkmalen, die als Koronae bekannt sind und die nur auf einem anderen Planetenkörper zu finden sind. Coronae wurden erstmals 1983 auf der Venus von einem Venera 15/16-Radarbildgerät identifiziert.

Eine führende Theorie über ihre Entstehung war, dass sie sich bilden, wenn warme, unterirdische Flüssigkeiten an die Oberfläche steigen und eine Kuppel bilden. Wenn die Ränder der Kuppel abkühlen, kollabiert die Mitte und warme Flüssigkeit tritt aus ihren Seiten aus und bildet eine kronenartige Struktur oder Korona. Basierend auf dieser Prämisse wird dann die Frage aufgeworfen, welche Mechanismen/Prozesse in Mirandas Vergangenheit sein Inneres ausreichend erwärmt haben, um warme, unterirdische Flüssigkeiten zu erzeugen, die zur Bildung von Koronaen führten. Wissenschaftler glauben, dass die Gezeitenerwärmung eine wichtige Rolle bei der Bildung der Koronae gespielt hat, aber der Prozess, durch den diese interne Erwärmung zu diesen Merkmalen führte, blieb unklar.

Umfangreiche 3D-Computersimulationen, die von Noah P. Hammond und Amy C. Barr von der Brown University durchgeführt wurden, haben Ergebnisse geliefert, die mit den drei auf Miranda beobachteten Koronaen übereinstimmen. In ihrem Papier mit dem Titel „Global Resurfacing of Uranus’s Moon Miranda by Convection“ fassen Hammond und Barr ihre Ergebnisse wie folgt zusammen:

„Wir stellen fest, dass Konvektion in Mirandas Eisschale, die durch Gezeitenerwärmung angetrieben wird, die globale Verteilung von Koronaen, die konzentrische Ausrichtung subparalleler Kämme und Tröge und den durch die Biegung implizierten thermischen Gradienten erzeugen kann. Modelle, die die mögliche Verteilung der Gezeitenwärme berücksichtigen, können nach einer Umorientierung von 60° sogar die genaue Lage der Koronae abgleichen.“

Unter Verwendung des Saturnmondes Enceladus als Basislinie aufgrund seiner Ähnlichkeit in Größe, Zusammensetzung und Umlauffrequenz mit Miranda schätzen ursprüngliche Berechnungen, dass bis zu 5 GW Gezeitenverlustleistung erzeugt werden könnten. Die Simulationsergebnisse von Hammond und Barr zeigen, dass fast doppelt so viel Energie erzeugt worden wäre:

„Simulationen, die dem thermischen Gradienten der Biegung entsprechen, haben eine Gesamtleistung von fast 10 GW, etwas größer als die Gesamtleistung, die wir vorhersagen, wenn sie während der Orbitalresonanz erzeugt werden könnte.“

Die Ergebnisse der Simulationen von Hammond und Barr bieten eine vorläufige Reihe von Antworten, die darauf abzielen, die Geheimnisse von Mirandas bizarrem Aussehen zu entschlüsseln. Künftige Simulationen und Studien zur komplexen Natur der Gezeitenerwärmung werden auf diesen Ergebnissen aufbauen, um weitere Einblicke in den rätselhaften Mond, den wir Miranda nennen, zu ermöglichen.

„Global Resurfacing of Uranus’s Moon Miranda by Convection“ wurde am 15. September 2014 in GEOLOGY, einer Zeitschrift der Geological Society of America, online veröffentlicht. Sie können die Zusammenfassung lesen Hier .