Forscher finden Erklärung für die zwei völlig unterschiedlichen Hemisphären des Mondes Saturn: Rätsel um "Make-up" des Iapetus gelöst - scinexx | Das Wissensmagazin
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Forscher finden Erklärung für die zwei völlig unterschiedlichen Hemisphären des Mondes

Saturn: Rätsel um „Make-up“ des Iapetus gelöst

Echtfarbenbild der Nordpolregion von Iapetus © NASA / JPL / Space Science Institute

Der Saturnmond Iapetus ist berühmt für seine beiden farblich völlig unterschiedlichen Hemisphären. Warum es die hellen und dunklen Regionen gibt, darüber streiten Wissenschaftler seit über drei Jahrhunderten. Jetzt hat ein internationales Wissenschaftlerteam die bislang schlüssigste Erklärung für das Phänomen gefunden.

Die neuen, in gleich zwei Beiträgen des Wissenschaftsmagazins „Science“ vorgestellten Ergebnisse zur so genannten extremen Helligkeitsdichotomie beruhen auf Bild- und Temperaturdaten, die von Instrumenten der internationalen Saturn-Mission Cassini-Huygens aufgenommen und gemessen wurden.

Voyager-Sonden liefern erste Erkenntnisse

Bilder der beiden Raumsonden Voyager 1 und Voyager 2 in den Jahren 1980 und 1981 sowie der Cassini-Sonde seit 2004 zeigen den genauen Verlauf der Helligkeits-Dichotomie auf der Iapetus-Oberfläche. Danach reicht das dunkle Gebiet in Äquatornähe, das Cassini Regio genannt wurde, weit in die Heckseite – Antapex – von Iapetus hinein, während helles Material in Polnähe auch auf der Bugseite – Apex – zu finden ist.

Eisfrei und sehr dunkel

Tilmann Denk von der Freien Universität Berlin, der mit Kollegen aus den USA und vom DLR in Berlin-Adlershof für die neuen Ergebnisse verantwortlich ist, erläutert dazu: „Leichte Temperaturunterschiede begünstigen Sublimation von Wassereis vor allem auf der Bugseite. Dabei bleibt schwerflüchtiges dunkles Material zurück, welches sich durch Sonneneinstrahlung weiter erwärmt. Der Prozess verstärkt sich selbst, und nach etwa ein bis zwei Milliarden Jahren sind die obersten Dezimeter praktisch eisfrei und sehr dunkel.“

Permanenter Staubeinfall

Entscheidend für die Entstehung der Helligkeitsdichotomie in der beobachteten Form ist nach Angaben der Forscher aber das Zusammenwirken mit einem zweiten Effekt, der in den Bilddaten entdeckt wurde. Aufgrund eines minimalen, aber permanenten Staubeinfalls auf der Iapetus-Bugseite, der eine leichte Farb- und Helligkeitsasymmetrie zur Folge hat, wirkt die thermal bedingte Umverteilung des Wassereises nicht nur in Abhängigkeit vom lokalen Einfallswinkel der Sonnenstrahlung – also von den Breitengraden des Mondes -, sondern auch in Abhängigkeit von den Längengraden und deshalb bevorzugt auf Iapetus‘ Bugseite.

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Kameraaufnahmen in Berlin geplant

Die Arbeiten zum Saturnmond Iapetus stehen in einer Reihe von Publikationen in den Zeitschriften „Science“ und „Nature“, in denen seit mehreren Jahren die neuesten Erkenntnisse der Kameras der Raumsonden Cassini-Huygens am Saturn und Mars Express am Mars allen Wissenschaftlern weltweit zugänglich gemacht werden.

Bei der Erforschung der Saturnmonde sind die Berliner Wissenschaftler nicht nur in die Datenauswertung involviert, sondern auch entscheidend an der Beobachtungsplanung beteiligt. Beispielsweise wurden praktisch alle Kameraaufnahmen des Saturnmondes Iapetus in Berlin geplant und vorbereitet.

(Freie Universität Berlin, 14.12.2009 – DLO)

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