Die Saturnmonde

Die Saturnmonde	Titan	Pan
Mimas	Enceladus	Thetys
Dione	Rhea	Hyperion
Iapetus	Daten

Die Saturnmonde

Saturn weist einen im Sonnensystem einmaligen Mond auf, den Titan. Einmalig deshalb, weil nur dieser Trabant auf eine dichte Atmosphäre verweisen kann.

Entdeckt wurde Titan 1655 von Christiaan Huygens, einem niederländischen Wissenschaftler, der sich vor allem in der Astronomie, Optik und Mechanik einen Namen machte. Er lebte von 1629 bis 1695. Er begründete die Wellennatur des Lichts und darauf basierend dessen geradlinige Ausbreitung, Reflexion und Brechung. Er verbesserte Galilei's Fernrohr, entwickelte Pendeluhren und schuf die erste Taschenuhr mit Feder und Unruh.

Außer den Minisatelliten des Ringsystems und einer ganzen Anzahl von Kleinsatelliten wird Saturn von 18 größeren Monden umkreist. Insgesamt zählt man inzwischen 60 Monde, der zuletzt entdeckte (Juli 2007) mit einem Durchmesser von nur 2 [km] erhielt den Namen Frank (offizieller Name: S/2007 S4).

Wenn man den Pan ausklammert, lassen sich Saturns Monde in 4 Gruppen unterteilen:

Die innerste Gruppe wird gebildet durch die Monde Atlas, Prometheus, der Pandora und dem Janus sowie dem Epimetheus. Der Atlas fungiert als "Schäferhundmond" für den A- Ring des Saturn. Der Prometheus und die Pandora haben die gleiche Aufgabe für den F- Ring übernommen. Epimetheus und Janus haben fast denselben Abstand zum Planeten und beeinflussen sich gravitativ gegenseitig sehr stark. Das führt dazu, dass beim Überholen des äußeren Mondes durch den inneren (der durch die kleinere Umlaufbahn ja schneller läuft) der äußere abgebremst wird. Gleichzeitig wird der innere beschleunigt, wodurch dieser nun nach und nach auf die äußere Bahn gelangt. Durch die Abbremsung gelangt der äußere Mond immer mehr auf die innere Umlaufbahn, und so tauschen die Monde alle 4 Jahre die Bahnen.
In der zweiten Gruppe laufen die Monde Mimas, Enceladus, die Tethys, Dione und Rhea, sowie die "Herren" Titan, Hyperion und Japetus. Bis auf den Japetus umlaufen sie in Äquatornähe auf kaum exzentrischen Bahnen, Japetus' Bahn ist stark gegen diese Ebene geneigt. Hyperion ist im Gegensatz zu den anderen wohlgeformten Monden ein kantiger Felsklotz.
Die dritte Gruppe bilden die Zwergmonde Telesto und die Calypso sowie die Helene. Die Telesto und die Calypso halten sich in den Lagrange- Punkten L₄ und L₅ des Saturns und der Tethys auf, während die Helene im Punkt L₄ von Saturn und Dione umläuft.
Die Phoebe ist wohl alleiniger Vertreter einer Gruppe irregulärer Satelliten, denn sie umläuft Saturn gegenläufig zu den anderen Monden. Vermutlich ist sie ein eingefangener Asteroid.

Titan

Titan ist mit Abstand der größte Mond des Saturn und nach dem Mond Ganymed des Jupiter der zweitgrößte Satellit im Sonnensystem. Entdeckt wurde er, wie schon erwähnt, von Huygens. Mit seinen rund 5150 [km] Durchmesser ist er sogar noch größer wie die Planeten Merkur und Zwergplanet Pluto, den Saturn umrundet er im Abstand von 1,2 Millionen Kilometern in 16 Tagen. In 16 Tagen führt er auch eine Umdrehung um sich selbst aus, so dass wir wie bei den meisten Monden im Sonnensystem von gebundener Rotation sprechen. Er ist der einzige Mond des Saturn, der eine spürbare Atmosphäre aufweisen kann.

Die Titanen waren in der griechischen Mythologie 6 Söhne und 6 Töchter von Uranos und Gaia. Sie stellten damit das älteste Göttergeschlecht dar. Die Titanen versuchten den Himmel zu beherrschen, wurden aber durch Zeus mit Donner und Blitz besiegt.

Ein Hauptziel der Cassini-Huygens Mission war vor allen die Untersuchung der dichten Atmosphäre und der eisigen, -178 [°C] kalten Oberfläche des Titan.

Titan in Echtfarben- viel sieht man nicht!

Hier findet man noch eine chemische Zusammensetzung, wie sie in der Frühzeit der Erde geherrscht haben muss. Die Atmosphäre ist sogar noch dichter als die der Erde, an der Oberfläche herrschen rund 1,6 [bar] Druck. Sie besteht überwiegend aus Stickstoff und Kohlenwasserstoffen, welche der Atmosphäre die charakteristische Orangefärbung verleihen (siehe nebenstehendes Bild). Die vorhandenen Kohlenwasserstoffe sind die Grundbausteine der Aminosäuren, weshalb Titan so interessant für die Wissenschaft ist in Bezug auf den Entstehungsmechanismus irdischen Lebens. Allerdings sprechen die niedrigen Temperaturen gegen echte präbiotische Verhältnisse. Die dichte Atmosphäre war für die Planetenforscher aber viele Jahre mehr als frustrierend, verwehrte sie doch jeden Blick auf die Oberfläche.

Mit freundlicher Genehmigung von NASA/JPL/Space Science Institute

Neben Stickstoff als Hauptbestandteil der Satellitenatmosphäre finden wir noch etwa 3% Methan sowie Argon. Der Kohlenwasserstoff wird ständig durch fotochemische Prozesse in den oberen Atmosphärenschichten umgewandelt zu Verbindungen wie Ethan, Acetylen, Ethylen und zum Cyanwasserstoff.

Letzterer ist ein bedeutendes Molekül bei der Bildung von Aminosäuren. Auf Titans Oberfläche vermutete man aufgrund der niedrigen Temperaturen Seen aus Kohlenwasserstoffen - überwiegend Ethan, in welchem Methan und andere Kohlenwasserstoffe gelöst sind. Da in der Atmosphäre auch dichte Wolkenformationen beobachtet werden, wie in nebenstehendem Bild gezeigt, könnte es auf Titan Regen in Form flüssigen Methans geben. Die Aufnahme stammt von Cassini und wurde aus einer Distanz von 339 000 [km] gewonnen. Man sieht Einzelheiten bis zu etwa 10 [km] Größe.

Mit freundlicher Genehmigung von NASA/JPL/Space Science Institute

Man kann vor der immensen Leistung, die NASA und ESA mit der Cassini- Huygens- Mission vollbrachten, nur den Hut ziehen.

7 lange Jahre war die Sonde unterwegs, um im Juli 2004 endlich in den Orbit um Saturn einzulenken. Im Dezember gleichen Jahres setzte Cassini dann die Huygens- Sonde frei, die nach 20 Tagen und 4 Millionen [km] Alleinflug den Titan erreichte. Sie trat in die Atmosphäre ein und durch verschiedene Fallschirme wurde ihr Flug soweit abgebremst, dass ein "sanftes" Aufsetzen auf Titans Oberfläche möglich war. Schon in einer Höhe von 160 [km] über der Oberfläche begannen die wissenschaftlichen Instrumente mit der Arbeit.

Dieses erste Bild von der Mondoberfläche ist schon sensationell. Es wurde am 14. Januar 2005 aufgenommen und wird wohl in die Geschichte eingehen. Die Sonde war sicher auf festem Untergrund gelandet! Wir sehen 85 [cm] vor Huygens einige Eisblöcke herumliegen, die aus Wassereis und gefrorenen Kohlenwasserstoffen bestehen. Sie sind zwischen 4 und 15 [cm] groß. Insgesamt ist es auf der Oberfläche dunkler, als man erwartet hatte. Auch fanden die Wissenschaftler anhand der gewonnenen Bilder Hinweise, dass eine Art von Erosion auf der Oberfläche stattfindet. Während ihres Abstiegs wollten die Wissenschaftler auch etwas über das "Wetter" auf Titan erfahren, z.B. ob es wirklich Methan regnet. Unter anderem hatte die Sonde Mikrofone an Bord, um die Geräusche in der Atmosphäre zu belauschen. Eine Kostprobe davon kann man sich hier anhören:

Mit freundlicher Genehmigung von ESA/NASA/JPL/University of Arizona

Diese Aufnahme der zerklüfteten Oberfläche Titans zeigt uns Formationen, die wir auch von der Erde kennen. Die "Landschaft" ist von Kanälen oder Flussbetten durchzogen, die ein regelrechtes Netzwerk bilden. Solche Strukturen können nur entstehen, wenn es regnet und Flüssigkeiten sich einen Weg durch das Gelände bahnen müssen. Zwar hat Huygens nicht direkt den schon erwähnten Regen aus flüssigem Methan nachgewiesen, aber hier haben wir den direkten Hinweis darauf, dass es ähnliche atmosphärische Erscheinungen auf Titan gibt wie hier bei uns. Nur handelt es sich nicht um Wasser (dieses sowie andere, bei uns stets flüssige Verbindungen bilden auf Titan "Felsen"), sondern um Kohlenwasserstoffe, und die Temperaturen liegen um einiges niedriger. In jedem Fall aber finden durch die atmosphärischen Einflüsse Erosionen auf der Oberfläche statt.

Mit freundlicher Genehmigung von ESA/NASA/JPL

Dieses Falschfarben- Mosaik von Titan wurde von den Cassini- Spektrometern gewonnen. Normalerweise nicht für das menschliche Auge sichtbar, erkennen wir auf diese Weise Einzelheiten der Atmosphäre (rot) sowie der Oberfläche (grün und blau). Das heraus vergrößerte Bild wurde während Cassini's größter Annäherung an Titan gewonnen. Es zeigt uns das, was die Wissenschaftler als Vulkan identifiziert haben. Es ist denkbar, dass dieser Kryovulkanismus die Atmosphäre mit Methan anreichert. Hier wird nicht wie bei irdischen Vulkanen Magma ausgeschleudert, sondern verdampfender Stickstoff oder Methan aus dem Innern emittiert.

Mit freundlicher Genehmigung von NASA/JPL/University of Arizona

Die geringe Dichte des Titan von nur 1,88 [g/cm³] weist darauf hin, dass er vor allem aus leichtem Material besteht - überwiegend also Eis. Über den inneren Aufbau der 1.35 x 10²³ [kg] schweren Eiskugel weiß man nur wenig.

Hier konnten aus Platzgründen nur einige der vielen Aufnahmen Titans gezeigt werden. Eine Fülle von Bildern zu Saturn und seinen Monden mit weiteren Erläuterungen findet man unter http://saturn.jpl.nasa.gov/multimedia/images/images.cfm

Pan

Nachdem wir den wichtigsten Mond des Saturns nun kennen, wenden wir uns den anderen zu. Wir beginnen mit dem innersten Mond, dem Pan.

Pan ist Sohn des Hermes, halb Mensch und halb Ziegenbock. Er ist Gott der Hirten und Herden, der Wälder und Weiden. Mit Vorliebe stellt er den elfenähnlichen Nymphen nach. Als eine von ihnen, Syrinx, seine Liebe nicht erwidert und sich stattdessen auf der Flucht in ein Schilfrohr verwandelt, schnitzt Pan daraus eine Flöte. Sie ist heute noch als Panflöte wohlbekannt. Pan erschreckt auch sehr gerne Menschen, die dann panisch vor ihm davonlaufen.

Pan ist mit einem Durchmesser von nur 25 [km] ein Winzling. Er umkreist seinen Planeten in einer Distanz von 133 583 [km] innerhalb von 13 [h] 48 [min]. Entdeckt wurde er erst 1990 von Mark R. Showalter auf Fotografien der Raumsonde Voyager 2 aus dem Jahr 1981.

Hier sehen wir Pan in einer Aufnahme der Cassini- Sonde vom 1.12.2004, gewonnen aus einer Distanz von 4 Millionen [km]. Der Minimond umläuft exakt in der Äquatorebene, und zwar innerhalb der Encke- Teilung des A- Rings. Hier wirkt er als Schäferhundmond und hält die Ringlücke frei von Partikeln. Die Dichte des Mondes liegt mit nur 0,6 [g/cm³] deutlich niedriger als die von Wasser. Seine Masse beträgt auch lediglich 2,7 x 10¹⁵ [kg]. Weitere Details sind über Pan nicht bekannt.

Mit freundlicher Genehmigung von NASA/JPL

Der Mond Pan soll hier nur stellvertretend für die vielen weiteren kleinen Monde des Saturns stehen. Der nächstfolgenden wäre Atlas, auf den wir noch einen kurzen Blick werfen wollen:

Atlas

Das ist ebenfalls nur ein recht kleiner Brocken von etwa 20 x 15 [km], der Saturn in 137 670 [km] umkreist. Zwar wirkt auch er als Schäferhundmond auf den A- Ring ein, ist aufgrund seiner Winzigkeit für unsere Betrachtungen jedoch eher belanglos. Wenden wir uns deshalb den anderen, interessanten weil größeren Monden zu.

Mimas

Im Abstand von 185 520 [km] umkreist der etwa 392 [km] durchmessende Mimas den Saturn. Für eine Umkreisung benötigt er 22 Stunden und 37 Minuten.

Mimas war ein Titan, der von Herakles erschlagen wurde.

Wir sehen Mimas in einer Aufnahme der Cassini- Raumsonde vom 2.8.2005. Die auffälligste Erscheinung auf der Mondoberfläche ist der Krater Herschel, benannt nach dem Entdecker des Mimas aus dem Jahr 1789, William Herschel. Der Krater misst etwa 130 [km] im Durchmesser und ist damit rund 1/3 so groß wie der gesamte Mond. Der Einschlag, der vor Jahrmillionen stattfand, hätte fast den ganzen Mond zerrissen, viel hat sicherlich nicht dazu gefehlt. Der Krater ist etwa 10 [km] tief und hat einen Zentralberg, der über 6 [km] in die Höhe ragt. Durch den Einschlag wurden Rissspuren gebildet, die noch auf der Mondrückseite zu sehen sind.

Mit freundlicher Genehmigung von NASA/JPL

Die Oberfläche des Mimas, -200 [° C] kalt, zeigt deutlich auf die nicht vorhandene Atmosphäre hin: Einschlagkrater, einer neben dem anderen prägen das Erscheinungsbild. Wie auf unserem Mond findet keine Erosion statt. Während aber im Durchschnitt die Krater über 40 [km] im Durchmesser aufweisen, ist das in der Südhälfte anders. Hier erreichen sie im Mittel nur 20 [km], ein unbekannter Prozess muss die größeren Krater beseitigt haben. Viele der Krater sind mit Auswurfmaterial, das bei Einschlägen ausgestoßen wurde, regelrecht aufgefüllt. Die geringe Dichte von nur 1,17 [g/cm³] weist darauf hin, dass Mimas zu einem großen Anteil aus Eis besteht.

Enceladus

Mit einem Durchmesser von rund 500 [km] ist Enceladus nur wenig größer als der weiter innen laufende Mimas, aber dennoch recht interessant. Enceladus hat z.B. etwas Besonderes: Mit einer Albedo von 0,80 reflektiert er einen enormen Anteil des einfallenden Sonnenlichts.

Enceladus war ebenfalls ein Titan, der nach seinem Tod in einer Schlacht von Athene unter dem Ätna begraben wurde.

Auch Enceladus wurde wie Mimas 1789 von William Herschel entdeckt. Neben dem hohen Reflexionsvermögen weist auch die geringe Dichte von nur 1,24 [g/cm³] darauf hin, dass wir es mit einem eisartigen Trabanten zu tun haben. Er umkreist den Saturn in einer Distanz von 238 040 [km] innerhalb von 32,9 Stunden, seine Rotation ist ebenfalls gebunden. Auf der Oberfläche, hier in einer Aufnahme von 1981 durch Voyager 2 zu sehen, erkennt man deutlich unterschiedliche Formationen. In manchen Regionen sehen wir viele Einschlagkrater bis hin zu 35 [km] Durchmesser, während andere Zonen kraterlos erscheinen. Des weiteren durchziehen Rillen von mehreren 10 [km] Länge die Oberfläche, welche durch Deformationen der Kruste hervorgerufen wurden.

Mit freundlicher Genehmigung von NASA/JPL

Die Oberflächenstrukturen lassen darauf schließen, dass es einmal Schmelzvorgänge in Enceladus gegeben haben muss. Die kraterlosen Gebiete sind überflutete Regionen und daher geologisch relativ jung, die Ausflüsse aus dem Innern haben die älteren Krater eingeebnet.

Die hohe Albedo des Enceladus hat eine recht niedrige Temperatur der Oberfläche zur Folge, weil ja nur 20% des Sonnenlichts zur "Erwärmung" genutzt werden können. So maß man mittlere Temperaturen von nur -201 [°C]. Die Cassini- Raumsonde sorgte allerdings mit ihrem Infrarotspektrometer für eine Überraschung (rechtes Bild):

Eigentlich ging man davon aus, dass wie auf der Erde und anderen Himmelskörpern die Polregionen deutlich kälter als die äquatorialen Zonen sein sollten. Das linke Bild zeigt die erwarteten Werte. Nun sah Cassini jedoch, dass zwar die Temperatur am Äquator mit 80 [K] etwa den erwarteten Werten entsprach, der Südpol mit 85 [K] jedoch um über 15 [K] zu warm ist. Ja an einigen Stellen ist das Eis sogar 100 [K] "warm" und andere Instrumente der Sonde konnten hier überraschenderweise Wasserdampfspuren in Form von Wolken detektieren. Enceladus muss ein völlig erstarrter Körper wie unser Mond zu sein. Für die warmen Zonen am Südpol ist derzeit kein Mechanismus denkbar, der das Sonnenlicht bündelt und zu den beobachteten Effekten führt. Möglicherweise gibt es doch unbekannte innere Vorgänge.

Mit freundlicher Genehmigung von NASA/JPL/GSFC

In dieser Falschfarbenaufnahme des Cassini- Orbiters sehen wir nochmals die unterschiedlichen Formationen des eisigen Mondes Enceladus. Auf der rechten Seite erblicken wir sehr alte Regionen, die dementsprechend von Kratern überzogen sind. Diese Einschlagspuren haben Größen von 10 [km] bis hinab zur Sichtbarkeitsgrenze. Das Zentrum wird von einem System etwa 3 [km] breiter Rillen durchzogen, abgelöst von ebenen Flächen mit Ausdehnungen von rund 20 Kilometern. Geht man weiter nach links, so sehen wir das Gelände immer flacher, ebener werden. Die Risse und Gräben sind sicherlich tektonischen Ursprungs. Flüssiges Material hatte in jüngerer Vergangenheit die ebenen Gebiete überschwemmt und dabei die alten Einschlagkrater ausgelöscht.

Mit freundlicher Genehmigung von NASA/JPL

Bei ihren zwei Vorbeiflügen an Enceladus konnte die Cassini- Sonde aufspüren, dass dieser Mond auch auf eine zuvor unbekannte Atmosphäre verweisen kann. Im Bild sehen wir das Prinzip, wie dies geschah. Die Sonde beinhaltet nämlich auch ein Magnetometer, mit welchem sie Intensität und Richtung des Magnetfeldes um Saturn vermessen kann. Man sieht, dass um Enceladus herum die Feldlinien des magnetisierten Plasmas des Saturns abgelenkt werden. Um den Mond herum werden sie abgebremst, reflektiert und es setzen sogar Oszillationen ein. Das geschieht, wenn elektrisch geladene Teilchen entlang der Magnetfeldlinien spiralen. Hierdurch entstehen charakteristische Oszillationen, durch die man auf die Art der Moleküle schließen kann. Die Untersuchungen zeigen, dass Enceladus wohl eine dünne Atmosphäre aus ionisiertem Wasserdampf aufweist, welcher durch vulkanische Tätigkeiten oder Geysire entstehen mag.

Mit freundlicher Genehmigung von NASA/JPL

Dass es diese Geysire tatsächlich auf Enceladus gibt, hat nun abermals Cassini im Januar 2006 entdeckt:

Auf diesen Bildern (rechts farbcodiert) sehen wir "Rauchfahnen" aus feinsten Eiskristallen von Enceladus' Südpol- Oberfläche aufsteigen. Das bedeutet, dass vermutlich nur einige 10 [m] unter der Mondoberfläche flüssiges Wasser von etwa 0 [°C] vorhanden ist, welches in Geysiren eruptiv hinausgeschleudert wird. Man weiß nicht genau, welche Vorgänge dazu führen, dass in einem derart kalten "Eiswürfel" wie Enceladus flüssiges Wasser vorkommt. Doch es wird vermutet, dass neben einer Erwärmung durch radioaktive Zerfallsprozesse (wie in der Erde) vor allem die enorme Gezeitenwirkung, die Saturn auf seinen Mond ausübt, diese (Reibungs?-) Wärme produziert. In den Medien wurde natürlich sofort spekuliert, ob es aufgrund dieser Vorgänge vielleicht Leben auf Enceladus geben könnte. Das allerdings ist mehr als abwegig, vergegenwärtigt man sich die "Umweltbedingungen" auf diesem sonst so interessanten Saturnmond.

Mit freundlicher Genehmigung von NASA/JPL/Space Science Institute

Nebenstehende Grafik veranschaulicht, wie man sich die Entstehung der Geysire vorstellt. Durch die Gezeitenwirkung des Saturns werden innere Teile des Mondes regelrecht durchgewalkt, die dabei entstehende Reibung erhitzt das Innere. Zusätzlich ist eine Erwärmung durch radioaktive Prozesse denkbar. Vielleicht gab es in der Vergangenheit des Mondes auch mehrere Wechsel der Umlaufbahnen, wodurch ebenfalls eine Erwärmung eintrat. Wasser wird nun flüssig und gerät durch die nach oben gerichtete Wärmebewegung unter Druck. Enge Spalte oder Risse wirken wie ein Ventil und das Wasser tritt wie durch eine Sprühdüse an die Oberfläche, wo es alsbald zu feinsten Eiskristallen gefriert. Der beobachtete Geysir versprüht das Wasser bis zu 50 [km] im Umkreis.

Mit freundlicher Genehmigung von NASA/JPL/Space Science Institute

Eingehendere Untersuchungen haben nun gezeigt, dass die Fontänen aus Wassereis fast ausschließlich der "wärmsten" und geologisch aktiven Gegend des Mondsüdpols entspringen. Sie ist gekennzeichnet durch 4 markante Bruchlinien, die man als Tigerstreifen (engl. tiger stripes) bezeichnet. Und genau diese Bruchlinien scheinen der Ursprungsort der Geysire zu sein.

Dass wir auf Himmelskörpern Wasser finden ist nicht erstaunlich, nicht einmal, dass es auch in flüssiger Form zu finden ist. Unter der Marsoberfläche finden sich mit großer Sicherheit Reservoirs mit flüssigem Wasser, und selbst auf Jupiters Mond Europa vermutet man tief unter dem Eispanzer Ozeane flüssigen Wassers. Das aufregende an Enceladus ist, dass man einerseits gar nicht mit dem Vorhandensein von Wasser in diesem Aggregatzustand rechnete, zum anderen, dass es dazu auch nur wenige Meter unter der Oberfläche zu finden ist. Schon allein letztere Bedingung ist für die Entwicklung irgendwelcher Lebensformen deutlich günstiger als dies auf Europa der Fall ist. Und im Gegensatz zum Jupitermond wird Enceladus auch nicht in energiereicher Strahlung gebadet.

NASA / JPL / Space Science Institute

Weitere Informationen:
http://www.solarviews.com/eng/enceladu.htm
http://saturn.jpl.nasa.gov/home/index.cfm

Thetys

In einem Abstand von 294 660 [km] umkreist die 1060 [km] durchmessende Thetys den Saturn.

Die Thetys ist Tochter der Gaia und des Uranos und gehört damit ebenfalls dem Geschlecht der Titanen an. Als Gattin (und Schwester) des Okeanos wird sie durch ihn Mutter zahlreicher Meeresnymphen und Flussgötter (50 so genannte Okeaniden).

Mit einer Dichte von nur 1,21 [g/cm³] besteht auch Thetys überwiegend aus Wassereis. Ihre Oberfläche ist aufgrund fehlender Atmosphäre von Einschlagkratern übersäht. Risse in der Oberfläche zeugen von Spannungen im Eis. Ein 65 [km] breiter Graben, genannt Ithaca Chasma umspannt fast 3/4 des Umfangs (Bildmitte). Vermutlich entstand der etwa 3 bis 5 Kilometer tiefe Riss zu einer Zeit, als Thetys noch flüssig war und ihre Oberfläche erstarrte, bevor auch das Innere fest wurde. Möglich wäre auch, dass die Kruste durch den Einschlag eines großen Körpers aufplatzte und den 2000 [km] langen Riss erzeugte. Heute hat Thetys eine Oberflächentemperatur von -187 [°C].

Mit freundlicher Genehmigung von NASA/JPL/Space Science Institute

Im September 2005 flog die Cassini- Sonde an Thetys vorbei und nahm aus 1,4 Millionen [km] Distanz dieses Bild auf. Es zeigt uns weitere Details des Eismondes. Oben sehen wir den größten Einschlagkrater Odysseus. Mit einem Durchmesser von 400 [km] muss der Krater bei seiner Entstehung sehr tief gewesen sein und war sicherlich von einem hohen Ringwall umgeben, welcher noch andeutungsweise zu erkennen ist. Ein Zentralgebirge ist aber wie der Ringwall im Laufe der Zeit in sich zusammen gesunken, und auch der Kraterboden hat sich dem Mondniveau angepasst. Wahrscheinlich deshalb, weil Thetys bei Entstehung des Kraters innen noch flüssig oder nachgiebig war und dadurch massive Erhebungen absinken konnten. In der unteren Hemisphäre ist der kleinere Krater Melanthius zu erkennen, der in seinem Innern noch deutlich ein Zentralmassiv aufweist.

Mit freundlicher Genehmigung von NASA/JPL/Space Science Institute

Dione

Mit 1118 [km] Durchmesser ist die Dione nur wenig größer wie Thetys. Sie umkreist Saturn in 377 400 [km] Distanz und benötigt dazu 2,7 Tage.

Dione war mit Zeus Mutter der Aphrodite. Teilweise wird Aphrodite auch als Dione bezeichnet.

Im Oktober 2005 flog Cassini an Dione vorbei. Diese Falschfarbenaufnahme wurde speziell deshalb erzeugt, um unterschiedliche Materialien auf der Oberfläche erkennen zu können. Wir sehen die typische, von Kratern überzogene Oberfläche eines Mondes ohne Atmosphäre. Neben diesen Einschlägen sind auch die Spuren verschiedener Generationen tektonischer Ereignisse sichtbar. Die Aufwerfungen im rechten, oberen Bildrand dürften etwa das gleiche Alter wie die Krater haben. In der linken Bildhälfte erkennt man tektonische Risse jüngeren Ursprungs, tiefe, wie miteinander verflochtene Canyons.

Mit freundlicher Genehmigung von NASA/JPL/Space Science Institute

Schon 1980 von Voyager entdeckt, sehen wir in dieser Cassini- Aufnahme deutlich eine weitere Erscheinung auf der Oberfläche Diones. Die hellen Strahlenbündel erstrecken sich über jede Geländeformation, was bedeutet, dass sie die Folgen der jüngsten Ereignisse auf diesem Saturnmond sind. Möglicherweise sind dies die Folgen eines Eisvulkanismus. Dione besteht zwar wie Thetys ebenfalls überwiegend aus Wassereis, weist aber mit einer Dichte von 1,43 [g/cm³] darauf hin, dass sich in ihrem Innern ein Gesteinskern verbirgt, der etwa ein Drittel der Gesamtmasse beansprucht. Dione scheint nicht nur von der Optik her eine große Ähnlichkeit mit dem nächsten dargestellten Mond, Rhea, zu haben. Abgesehen von Titan weist Dione die höchste Dichte aller Eismonde auf, was bedeutet, dass sie den geringsten Eispanzer trägt. Auf das Eis weist auch die hohe Albedo von 0,7 hin, die Temperatur beträgt durchschnittlich -185 [°C].

Mit freundlicher Genehmigung von NASA/JPL/Space Science Institute

Rhea

Entdeckt wurde Rhea im Jahr 1672 von Giovanni Cassini. Mit einem Durchmesser von 1528 [km] haben wir es mit einem schon durchaus vorzeigbaren Mond zu tun.

Rhea war als Tochter von Gaia und Uranos eine der 12 Titanen. Mit ihrem Bruder und Gatten Chronos wurde sie zur Stamm- Mutter eines neuen Göttergeschlechts.

Wir sehen eine Aufnahme des Cassini- Spacecrafts vom 17.1.2006. Helle Strähnen durchziehen über Hunderte von Kilometern dunklere Gebiete des Mondes, wie man gut in dieser Falschfarbenaufnahme erkennen kann. Um das Bild zu erzeugen, wurden Aufnahmen im Ultraviolett, Grün und Infrarot mit einem Schwarzweißfoto kombiniert. Die Ursache der Streifen ist völlig unklar, es könnte sich um andersartiges Material der kraterübersäten Oberfläche handeln, oder hier ist einfach nur die Korngröße der Partikel verschieden vom Rest des eisigen Bodens.

Mit freundlicher Genehmigung von NASA/JPL/Space Science Institute

Werfen wir einen Blick auf die Südpolregion des Mondes. Wie die restliche Oberfläche auch wurde sie über Äonen hinweg durch ständige Einschläge von Körpern diverser Größen regelrecht durchgearbeitet. In diesem Cassini- Bild ist deutlich zu sehen, dass ältere Krater wiederum von jüngeren "überwuchert" werden. Der größte, leicht ovale Krater oben rechts hat eine Ausdehnung von 115 x 91 [km]. Cassini machte diese Aufnahme aus 239 000 [km] Distanz.

Rhea hat eine Dichte von 1,33 [g/cm³], was darauf hinweist, dass auch sie ein eisartiger Körper ist. Im Innern des Mondes wird ein Gesteinskern stecken, der fast ein Drittel der Gesamtmasse ausmacht. Der Rest besteht überwiegend aus Wassereis. Bescheint die Sonne die Mondoberfläche, so wird es -174 [°C] "warm", im Schatten geht die Temperatur schnell auf - 200 [°C] bis -220 [°C] zurück.

Mit freundlicher Genehmigung von NASA/JPL/Space Science Institute

Hyperion

Diesen Mond Saturns müssen wir zu den kleineren Satelliten zählen. Mit einer Größe von 360 x 280 x 225 [km] ist er allerdings der größte jemals beobachtete Körper unregelmäßiger, also irregulärer Gestalt (ab etwa einem Durchmesser von 400 [km] wird ein Körper unweigerlich kugelförmig).

Hyperion folgt Chronos als zweiter Lichtgott. Er zeugt mit seiner Schwester und Gemahlin Thaia die Kinder Helios, Selene und Eos, also Sonnen- und Mondgöttin sowie die Morgenröte.

Das sehr pockennarbige Aussehen verdankt Hyperion wohl den Einschlägen unzähliger Körper. Es ist sogar wahrscheinlich, dass größere Treffer erhebliche Teile des Mondes absprengten, im Bild ist leicht das Fehlen größerer Materiemengen zu erkennen. Vermutlich war Hyperion einstmals viel größer und seine irreguläre Form erklärt sich durch die zerstörerischen Treffer. Wir sehen eine Cassini- Aufnahme von 2005, in der unterschiedliche Färbungen auf verschiedene Materialien hindeuten. Allerdings ist das eine Falschfarbenaufnahme, eigentlich erscheint der Mond rötlich. Hyperions unregelmäßige Gestalt, das offensichtliche Fehlen ganzer Mondteile und die vielen Einschläge lassen seine Oberfläche zur ältesten im Saturnsystem werden, da sie keinen anderen Veränderungen unterworfen ist. Der größte Krater misst 120 [km] im Durchmesser und ist 10 [km] tief. Hyperion umkreist Saturn in 1 481 100 [km] Abstand in etwas mehr als 21 Tagen, seine Rotation ist völlig chaotisch. Die Albedo beträgt 0,3 und die Dichte 1,4 [g/cm³].

Mit freundlicher Genehmigung von NASA/JPL/Space Science Institute

Möglicherweise ist auch die geringe Dichte des Mondes für sein eigenartiges Erscheinungsbild verantwortlich. Das relativ poröse Material könnte bei kleineren Einschlägen auch einfach nur zusammengestaucht werden, ohne dass es zu Materialauswürfen kommt. Wie Analysen durch Cassini ergaben, ist die Oberfläche mit Wassereis, Kohlendioxideis und organischen Kohlenwasserstoffen bedeckt. Meist ist das Kohlendioxid mit Wasser vermischt, wodurch es stabiler zu sein scheint, ansonsten hätte es sich vermutlich schon verflüchtigt. In einigen helleren Gebieten ist die Oberfläche jedoch auch mit reinem Wassereis bedeckt. Das Vorhandensein von Kohlenwasserstoffen (KW) zeigt wieder einmal deutlich, dass die "Zutaten" für die Entstehung von Leben überall vorkommen. In Verbindung mit Wassereis unter UV- Bestrahlung können wichtige Grundbausteine des Lebens aus den KW gebildet werden.

Iapetus

Als entferntester der großen Saturnmonde zieht Japetus seine Bahn in einer Entfernung von 3 561 300 [km] um seinen Mutterplaneten. Er hat einen Durchmesser von 730 [km] und wurde ebenfalls 1671 von Giovanni Cassini entdeckt. Mit einer Dichte von nur 1,21 [g/cm³] ist auch dieser Saturntrabant ein überwiegend eisartiger Körper.

Iapetos war als einer der Titatnen eher unscheinbar. Mit seiner Schwester und gleichzeitigen Gattin zeugte er einige bekanntere Kinder: Altlas, der die Weltkugel zu tragen hat, Prometheus, der den Göttern das Feuer entwendete sowie Epimetheus und Menoitios.

Anhand einer Aufnahme der - wie könnte es anders sein - Cassinisonde sehen wir uns nun den letzen interessanten Saturnmond an. Zu sehen ist der nördliche Teil des Japetus mit der dunklen Cassini- Region, der Nordpol selbst ist auf diesem Bild aber nicht sichtbar. Auf die recht dunkle Oberfläche weist schon die niedrige Albedo von 0,2 hin. Da Japetus keine Atmosphäre besitzt, kann das dunkelbraune Material auf der Oberfläche von Impakten aller möglichen Körper stammen. Man vermutet, dass es sich vorwiegend um organische Substanzen handelt, die man auch in den Meteoriten findet. Es ist auch denkbar, dass Material aus dem Innern an die Oberfläche gelangte. Gut möglich ist sogar, dass es sich um Material vom Mond Phoebe handelt. Phoebe ist wohl ein eingefangener Asteroid, der noch aus dem unveränderten Material der Urnebelwolke besteht, aus welchem das Sonnensystem entstand und viel an primitiven organischen Verbindungen enthält. Durch häufige Einschläge ins All geschleudert, könnte Japetus das ausgestoßene Material im Laufe der Zeit eingefangen haben. Auf der anderen Seite sehen wir jedoch das dunkle Material im Innern der Krater konzentriert. Das spricht wiederum dafür, dass Methan und Ammoniak aus dem Innern als Folge der Einschläge an die Oberfläche befördert wurden und in gefrorener Form nun Japetus seine Farbe geben.

Mit freundlicher Genehmigung von NASA/JPL/Space Science Institute

Höchst interessant ist eine merkwürdige Erscheinung auf Iapetus, für die man noch keine rechte Erklärung hat: Der Mond weist einen Äquatorwulst auf! In nur wenigen Grad Abstand vom Äquator verläuft der Wulst fast parallel zu diesem. Man kann ihn etwa 1300 [km] weit verfolgen, er ist etwa 20 [km] breit. Beeindruckende 13 [km] ragt er in die Höhe, an manchen Stellen wohl sogar 19 [km]. Darüber hinaus befindet sich fast auf Äquatorhöhe eine seltsame Bergkette, die vielleicht durch Auffaltung entstand. Möglich wäre jedoch auch, dass durch einen Riss Material aus dem Innern an die Oberfläche gedrückt wurde. Neuerdings nimmt man an, dass Japetus in seiner Jugend schnell rotierte (5 bis 16 Stunden, heute 80 Tage!) und dabei den Wulst ausbildete. Durch rasche Abkühlung "fror" der Wulst ein und blieb so bis heute erhalten. Wir haben es also mit einer sehr alten Oberflächenformation zu tun.

Mit freundlicher Genehmigung von NASA/JPL/Space Science Institute

Daten der Saturnmonde

Eine weitergehende Beschreibung der restlichen Saturnmonde erübrigt sich aufgrund ihrer nur geringen Größe - sie sind recht unscheinbar und bieten keine Besonderheiten. Abschließend deshalb eine Zusammenstellung der wichtigsten Monde:

Mond	Radius/Größe [km]	Masse [kg]	Abstand [km]	Entdecker	Datum
Pan	9,655	?	133.583	M. Showalter	1990
Atlas	20 x 15	?	137.640	R. Terrile	1980
Prometheus	72,5 x 42,5 x 32,5	2,7 x 10¹⁷	139.350	S. Collins	1980
Pandora	57 x 42 x 31	2,2 x 10¹⁷	141.700	S. Collins	1980
Epimetheus	72 x 54 x 49	5,6 x 10¹⁷	151.422	R. Walker	1966
Janus	98 x 96 x 75	2,01 x 10¹⁸	151.472	A. Dollfus	1966
Mimas	196	3,80 x 10¹⁹	185.520	W. Herschel	1789
Enceladus	250	8,40 x 10¹⁹	238.020	W. Herschel	1789
Tethys	530	7,55 x 10²⁰	294.660	G. Cassini	1684
Telesto	17 x 14 x 13	?	294.660	B. Smith	1980
Calypso	17 x 11 x 11	?	294.660	B. Smith	1980
Dione	560	1,05 x 10²¹	377.400	G. Cassini	1684
Helene	18 x 16 x 15	?	377.400	Laques-Lecacheux	1980
Rhea	765	2,49 x 10²¹	527.040	G. Cassini	1672
Titan	2.575	1,35 x 10²³	1.221.850	C. Huygens	1655
Hyperion	205 x 30 x 110	1,77 x 10¹⁹	1.481.000	W. Bond	1848
Japetus	730	1,88 x 10²¹	3.561.300	G. Cassini	1671
Phoebe	110	4,0 x 10¹⁸	12.952.000	W. Pickering	1898

Weitere Informationen:
http://saturn.jpl.nasa.gov/operations/huygens-mission.cfm
http://www.ifa.hawaii.edu/~sheppard/satellites/satsatdata.html (aktuelles Verzeichnis aller Saturnmonde)