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Mittwoch, 18.01.2017
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„Pacman” auf Saturnmond Mimas

Temperaturkarte der Cassini-Sonde enthüllt rätselhaftes Muster

Eine Temperaturkarte des Saturnmonds Mimas hat ein überraschendes und rätselhaftes Muster enthüllt: Die neuen Aufnahmen der Saturnsonde Cassini scheinen einen „Pacman“ zu zeigen, der sich anschickt, den Krater Herschel zu verschlingen. Noch ist nicht bekannt, was diese seltsame Temperaturverteilung auslöst.
„Pacman“-artiges Muster der Tagestemperaturverteilung

„Pacman“-artiges Muster der Tagestemperaturverteilung

Der Saturnmond Mimas, bereits 1789 vom Astronom Wilhelm Herschel entdeckt, fällt vor allem durch einen gigantischen Krater auf, der nahezu ein Drittel der Mondoberfläche bedeckt. Das Innere des Mondes besteht vermutlich aus einer Mischung aus Wassereis und Gestein. Am 13. Februar 2010 hat die Saturnsonde Cassini Mimas im bisher nächsten Abstand passiert. Mit Hilfe eines Infrarotspektrometers kartierte die Sonde dabei die Oberflächentemperaturen des Mondes. Doch statt wie erwartet einen sanften Übergang von einem warmen Bereich nahe dem Äquator abfallend zur Nachtseite zu finden, stießen die NASA-Wissenschaftler in ihren Daten auf etwas Überraschendes:

Nicht der Äquator, sondern eine schmale Sichel entlang des Rands der sichtbaren Mondseite, die morgens von der Sonne beschienen war, entpuppte sich als wärmste Region. Hier lagen die Temperaturen bei „nur“ 92 Kelvin, das entspricht minus 181°C. Der Rest des Mondes war deutlich kälter mit Temperaturen um 77 Kelvin, minus 196°C. Nur das Gebiet unmittelbar am Krater Herschel bildete noch eine Wärmeinsel mit minus 189°C. Diese „Insel“ ist gut erklärbar, da die dicken Kraterwände Wärme im Krater festhalten können.

Warmer „Pacman“ am Mondrand


Absolut erstaunt waren die Forscher jedoch von den scharfen Übergängen der V-förmigen, Pacman-artigen Form der Wärmesichel. „Wir vermuten, dass die Temperaturen Unterschiede in der Textur der Oberfläche enthüllen“, erklärt John Spencer, Mitglied des Teams, das die Infrarotspektrometer-Daten auswertete. „Es könnte so etwas sein wie der Unterschied zwischen altem, dichtem Harsch und frisch gefallenem Pulverschnee.“ Dichtes Eis strahlt die Wärme der Sonne direkt wieder von der Oberfläche weg, während raues, pulveriges stärker isolierend wirkt und Wärme an der Oberfläche zurückhält.


Ursache noch ungeklärt


Doch selbst wenn solche Unterschiede in der Konsistenz des Eises verantwortlich sind, erklärt dies noch nicht die scharfen Begrenzungen und die seltsame Form dieses Gebiets. Die Forscher rätseln noch, ob vielleicht durch den Einschlag, der den Herschel Krater verursachte, das Eis der Oberfläche schmolz und dann wieder gefror und so eine harte Fläche bildete. Doch dann müssten sich in dieser Oberfläche auch Spuren späterer, kleinerer Einschläge zeigen, die diese Eisfläche zumindest teilweise wieder pulverisiert haben müssten. Eine andere Erklärung wäre, dass Eisteilchen aus dem E-Ring des Saturn die Oberfläche des Mimas treffen.

Falschfarbenaufnahme der Mimas-Oberfläche

Falschfarbenaufnahme der Mimas-Oberfläche

Erstaunliche Farbkontraste im Eis


Dagegen spricht, dass neue Falschfarbenaufnahmen überraschend starke Kontraste der Oberfläche enthüllt haben. In der Kraterwand von Herschel entdeckten die Astronomen dunkle Streifen und Trümmerhaufen im ansonsten hellweißen Untergrund. Nach Ansicht von Paul Helfenstein, Cassini-Wissenschaftler von der Cornell Universität, könnten diese Strukturen mit einer „Alterung“ der Oberfläche zusammenhängen: Im Laufe der Zeit sammelt sich darauf eine feine Schicht von Silikatmaterial oder kohlenstoffhaltigen dunkleren Partikeln.

Wenn die Sonne die Oberfläche erwärmt und ein Teil des Eises verdampft, bleibt das dunklere Material zurück und sammelt sich stellenweise. An den Kraterwänden wird es von der Schwerkraft nach unten gezogen, rutscht ab und enthüllt darunter frisches, weißes Eis. Ähnliche Effekte sind auch von den anderen Eismonden des Saturn bekannt. „Diese Prozesse sind nicht einzigartig für Mimas, aber die hochaufgelösten Bilder sind für uns wie ein Stein von Rosetta, der uns hilft sie zu interpretieren“, so Helfenstein.

Seine Kollegin Linda Spilker, Cassini-Wissenschaftlerin am Jet Propulsion Laboratory der NASA, ergänzt: „Normalerweise sind es andere Monde, die im Rampenlicht stehen, aber es zeigt sich, dass Mimas viel bizarrer ist als wir es dachten. Er hat uns auf jede Fall einige neue Rätsel aufgegeben.“
(NASA/JPL, 01.04.2010 - NPO)
 
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