Saturnmond Mimas ist der kleinste der Hauptmonde des Gasriesen. (Saturn hat 62 Monde, aber einige von ihnen sind winzige Moonlets mit einem Durchmesser von weniger als 1 km.) Zwei neue Studien zeigen, wie Mimas als eine Art Schneepflug fungierte und die Cassini-Trennung zwischen den Saturnringen verbreiterte.
Die ikonischen Ringe des Saturn unterscheiden ihn von anderen Planeten im Sonnensystem. Es gibt keinen wissenschaftlichen Konsens darüber, wie genau sie sich gebildet haben. Die Theorie besagt, dass sie sich früh in der Geschichte des Sonnensystems gebildet haben, während Daten aus der Cassini-Mission darauf hindeuten, dass sie sich viel später gebildet haben, vielleicht während der Regierungszeit der Dinosaurier. Daten aus Cassinis sogenanntem Grand Finale zeigen, dass die Ringe 200 Millionen Jahre alt oder jünger sind. Obwohl ihre Geschichte ungewiss ist, wissen wir immer noch, woraus sie bestehen: Sie bestehen fast ausschließlich aus Wassereis mit einigen felsigen Stücken.
Sie werden Saturnringe genannt, weil es mehrere Ringe gibt, die durch Lücken getrennt sind, die als Teilungen bezeichnet 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 ungefähr 4.800 km breit.
Es gibt zwei neue Studien, die erklären, wie die Cassini-Abteilung geschaffen und erweitert wurde. Das erste ist "Bildung der Cassini-Division - 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. Sie stammen beide von derselben Autorengruppe aus Forschungsinstituten in Frankreich.
Die Studien zeigen, dass sich der Mond Mimas wie ein Schneepflug verhalten und die Partikel, aus denen die A- und B-Ringe bestehen, auseinandergedrückt hat, wodurch die Cassini-Division auf ihre derzeitige Breite von 4800 km erweitert wurde. Dies geschieht durch Orbitalresonanz.
Der innere Rand der Cassini-Division heißt 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 Partikel für jede Umlaufbahn von Mimas zweimal umkreisen. Infolgedessen zieht Mimas wiederholt gravitativ an diesen Partikeln und zwingt sie in Umlaufbahnen außerhalb der Lücke. Wie ein Schneepflug.
Die natürliche Tendenz eines Mondes besteht darin, von seinem Wirtsplaneten wegzuwandern. Nur die Schwerkraft des Wirtsplaneten kann ihn in Schach halten. Im Fall von Mimas führte jedoch etwas anderes dazu, dass es um bis zu 9.000 km nach innen wanderte und dabei den Abstand auf die Hälfte dieser Entfernung vergrößerte. Nur ein Energieverlust hätte die Zuwanderung von Mimas verursachen können.
Die Forscher sagen, dass Mimas durch Erhitzen Energie hätte verlieren müssen, was wiederum das innere Eis des Mondes geschmolzen und die Kruste geschwächt hätte. Aber jetzt, da das Cassini-Raumschiff uns so hervorragende Aussichten auf die Oberfläche von Mimas gegeben hat, passt dieses Szenario nicht mehr. Die Oberfläche von Mimas zeigt immer noch Hinweise auf uralte Einflüsse, die nicht vorhanden sein sollten, wenn die Kruste geschwächt worden wäre.
Das Forscherteam hat eine zweite Hypothese, die einen anderen Saturnmond betrifft, Enceladus. Enceladus ist bemerkenswert, weil es einen unterirdischen Ozean hat, der auch vom Cassini-Raumschiff entdeckt wurde. Nach dieser Hypothese haben sowohl Mimas als auch Enceladus durch Orbitalresonanz Energie verloren. 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.)
Klar ist, 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 kann einige faszinierende Implikationen für die Untersuchung von Exoplaneten haben. Laut den Autoren könnte es die Anwesenheit von Monden bedeuten, wenn Astronomen Exoplaneten mit Ringstrukturen um sich herum finden. Und wenn es dort Monde gibt, können sie durchaus unterirdische Ozeane haben. Und in diesen Ozeanen vielleicht das Leben.
Quellen:
- Pressemitteilung: Saturnmond Mimas, ein Schneepflug in den Ringen des Planeten
- Forschungsbericht: Bildung der Cassini-Division - I. Gestaltung der Ringe durch Mimas-Einwanderung
- Forschungsbericht: Bildung der Cassini Division - II. Mögliche Geschichten von Mimas und Enceladus
- Forschungsbericht: Die Auswirkungen von Gezeiten auf die Mimas-Ozean-Hypothese
- Weltraummagazin: Cassini-Raumschiff bestätigt unterirdischen Ozean auf Enceladus
- NASA: Mimas im Detail
