Saturnmond Mimas ist der kleinste der großen Monde des Gasriesen. (Saturn hat 62 Monde, aber einige von ihnen sind winzige Mondchen mit einem Durchmesser von weniger als 1 km.) Zwei neue Studien zeigen, wie Mimas als eine Art Schneepflug fungierte und die Cassini-Teilung zwischen den Saturnringen erweiterte.
Die ikonischen Ringe des Saturn unterscheiden ihn von anderen Planeten im Sonnensystem. Es gibt keinen wissenschaftlichen Konsens darüber, wie sie sich genau gebildet haben. Die Theorie besagt, dass sie sich zu einem frühen Zeitpunkt in der Geschichte des Sonnensystems gebildet haben, während Daten der Cassini-Mission darauf hindeuten, dass sie gebildet viel später , vielleicht während der Herrschaft der Dinosaurier. Daten aus Cassinis sogenanntem Grand Finale zeigen, dass die Ringe 200 Millionen Jahre alt oder jünger sind. Aber obwohl ihre Geschichte ungewiss ist, wissen wir immer noch, woraus sie bestehen: Sie bestehen fast alle aus Wassereis, mit einigen felsigen Brocken.
Sie werden Saturnringe genannt, weil es mehrere Ringe gibt, die durch Lücken getrennt sind, die Divisionen genannt werden. Die größte und sichtbarste Lücke wird als Cassini-Division bezeichnet. Es liegt zwischen dem sogenannten A-Ring und dem B-Ring, und die Teilung ist etwa 4.800 km (3.000 Meilen) breit.
Ein Hubble-Bild aus dem Jahr 2004 von Saturn und seinen Ringen. Die breite dunkle Lücke zwischen den beiden Ringen ist die Cassini-Division. Der äußere große Ring ist der A-Ring und der innere große Ring ist der B-Ring. Bildnachweis: Von NASA, ESA und E. Karkoschka (University of Arizona) – http://hubblesite.org/newscenter/archive/releases/2004/18/image/a/ (direkter Link), Public Domain, https:// /commons.wikimedia.org/w/index.php?curid=3111498
Es gibt zwei neue Studien, die erklären, wie die Cassini-Division geschaffen und erweitert wurde. Das erste ist ' Bildung der Division Cassini – I. Formung der Ringe durch Mimas Einwanderung “ und das zweite ist “ Bildung der Cassini-Division – II. Mögliche Geschichten von Mimas und Enceladus .“ Beide wurden in den monatlichen Mitteilungen der Royal Astronomical Society vom Juni 2019 veröffentlicht. Beide stammen von derselben Autorengruppe aus Forschungsinstituten in Frankreich.
Die Studien zeigen, dass der Mond Pantomimen hat wie ein Schneepflug gewirkt und die Partikel, aus denen die A- und B-Ringe bestehen, auseinander gedrückt und die Cassini-Division auf ihre aktuelle Breite von 4800 km erweitert. Es tut dies durch Orbitalresonanz .
Saturnringe und Teilungen beschriftet. Klicken um zu vergrößern. Bildnachweis: Von NASA/JPL/Space Science Institute – http://photojournal.jpl.nasa.gov/catalog/PIA08389, Public Domain, https://commons.wikimedia.org/w/index.php?curid=2948906
Der innere Rand der Cassini-Division wird als bezeichnet Huygens Gap . Die Eis- und Gesteinspartikel in der Huygens-Lücke am inneren Rand der Cassini-Division befinden sich in einer 2:1-Orbitalresonanz mit Mimas. Das bedeutet, dass diese Teilchen für jede Umlaufbahn von Mimas zweimal umkreisen. Infolgedessen zieht Mimas wiederholt gravitativ an diesen Teilchen und zwingt sie in Umlaufbahnen außerhalb der Lücke. Wie ein Schneepflug.
Die natürliche Tendenz eines Mondes besteht darin, sich von seinem Wirtsplaneten zu entfernen. Nur die Schwerkraft des Wirtsplaneten kann ihn in Schach halten. Aber im Fall von Mimas hat etwas anderes dazu geführt, dass es bis zu 9.000 km nach innen wanderte und dabei die Lücke auf die Hälfte vergrößerte. Nur ein Energieverlust könnte die Zuwanderung von Mimas verursacht haben.
Die Wanderung der Saturnmonde hat die Cassini-Division in den Saturnringen erweitert. Jetzt hat Mimas begonnen, nach außen zu wandern. Bildquelle: Cassini, Dante, Baillié und Noyelles.
Die Forscher sagen, dass Mimas durch das Aufheizen Energie hätte verlieren müssen, was wiederum das innere Eis des Mondes geschmolzen und die Kruste geschwächt hätte. Aber jetzt, da uns die Raumsonde Cassini so hervorragende Ansichten der Oberfläche von Mimas bietet, passt dieses Szenario nicht. Die Oberfläche von Mimas weist noch immer Spuren alter Einschläge auf, die nicht vorhanden sein sollten, wenn die Kruste geschwächt wäre.
Ein Blick auf Mimas von der Raumsonde Cassini. Der Mond zeigt Hinweise auf antike Einschläge. Mimas wird wegen seiner Ähnlichkeit mit dem Todesstern in Star Wars manchmal als 'Todesstern-Mond' bezeichnet. Bildquelle: NASA/JPL/Space Science Institute
Das Forscherteam hat eine zweite Hypothese, bei der es um einen anderen Saturnmond, Enceladus, geht. Enceladus ist bemerkenswert, weil es eine unterirdischer Ozean , die auch von der Raumsonde Cassini entdeckt wurde. Nach dieser Hypothese verloren sowohl Mimas als auch Enceladus Energie durch Orbitalresonanz . Dies hätte beide Monde erhitzt und die unterirdischen Ozeane geschaffen. Diese Hypothese ist jedoch unbestätigt, zumal die Existenz eines unterirdischen Ozeans auf Mimas nie bewiesen wurde. (Die Oberfläche zeigt keine anzeichen von einem.)
Das atemberaubend schöne Enceladus hat einen unterirdischen Ozean. Die sichtbaren Oberflächenbrüche zeugen von einem unterirdischen Ozean. Mimas hat solche Brüche nicht. Bildquelle: NASA/JPL/Space Science Institute
Fest steht, dass Mimas wieder nach außen wandert. Nach den Berechnungen in diesen Papieren wird die Cassini-Division in etwa 40 Millionen Jahren verschwunden sein.
Diese Studie könnte einige faszinierende Auswirkungen auf die Erforschung von Exoplaneten haben. Wenn Astronomen Exoplaneten mit Ringstrukturen um sich herum finden, so die Autoren, könnte dies die Anwesenheit von Monden bedeuten. Und wenn es dort Monde gibt, haben sie möglicherweise unterirdische Ozeane. Und in diesen Ozeanen vielleicht Leben.
Quellen:
- Pressemitteilung: Saturnmond Mimas, ein Schneepflug in den Ringen des Planeten
- Forschungsbericht: Bildung der Division Cassini – I. Formung der Ringe durch Mimas Einwanderung
- Forschungsbericht: Bildung der Cassini-Division – II. Mögliche Geschichten von Mimas und Enceladus
- Forschungsbericht: Die Auswirkungen der Gezeiten auf die Mimas-Ozeanhypothese
- Universum heute: Raumsonde Cassini bestätigt unterirdischen Ozean auf Enceladus
- NASA: Mimas in der Tiefe
