Das Monde-Quiz

1610 beschrieb der italienische Astronom und Naturforscher Galileo Galilei als Erster die vier größten Trabanten des Planeten Jupiter, die zusammen mehr als 99,997 Prozent der Masse aller Jupitermonde ausmachen: Ganymed, Kallisto, Io, und Europa. Die Jupitermonde wurden zunächst nach den Liebschaften des Göttervaters benannt. Als den Astronomen trotz der Promiskuität des Olympiers die Namen ausgingen, wurden auch seine Kinder als Namensgeber herangezogen. Und seit dem Jahr 2003 dürfen auch entferntere Nachkommen Pate für Neuentdeckungen stehen.

Der Mond ist der ständige Begleiter der Erde – und das bereits seit 4,5 Milliarden Jahren. Als beste Erklärung für seine Entstehung gilt seit den 1980er-Jahren die sogenannte Kollisionstheorie: Demnach stieß unser Planet in der Frühzeit des Sonnensystems mit einem marsgroßen Objekt, genannt Theia, zusammen. Dabei wurden riesige Mengen geschmolzenen Materials ausgeworfen, die eine Scheibe aus Gas und Staub um die Erde bildeten, aus welcher der Mond entstanden ist. Diese Theorie ist stimmig, was das Alter des Mondes, seine Umlaufbahn und das Größenverhältnis Erde-Mond angeht. Es gibt aber durchaus noch offene Fragen, etwa der fehlende Nachweis von Theia-Resten auf der Erde.

Saturn und Jupiter liefern sich ein Rennen mit wechselnder Führung – jedenfalls was die Anzahl der Monde angeht. Seit der Bestätigung gleich 62 weiterer Saturnmonde im Mai 2023 liegt der Saturn jetzt deutlich in Führung: Den Ringplaneten umkeisen nunmehr 145 bekannte Monde und er überholt damit den Jupiter mit seinen 92 Trabanten als mondreichsten Planeten des Sonnensystems. Die neuentdeckten Saturnmonde sind allerdings höhstens wenige Kilometer groß und viele von ihnen sind offenbar Trümmerstücke größerer Saturntrabanten. Kein Vergleich also mit dem Titan, der größer ist als der Planet Merkur.

In der Astronomie bezeichnet man Objekte, die in einem rotierenden System der Hauptrotationsrichtung folgen, als rechtläufig oder prograd. Entgegengesetzt umlaufende oder rotierende Objekte sind dagegen retrograd oder rückläufig. Als Folge der Entstehung unseres Sonnensystems bewegen sich alle Planeten und der Asteroidengürtel auf einem rechtläufigen Orbit. Auch rotieren die meisten größeren Körper rechtläufig. Unter den Monden gibt es allerdings zahlreiche Abweichler. Bei vielen dieser Fälle könnte es sich um von der Gravitation eingefangene Objekte handeln.

Titan gilt Planetologen zufolge als erdähnlichste Welt im Sonnensystem. Auf der Oberfläche des größten Saturnmondes gibt es Vulkane, Canyons, Flüsse, Seen und Inseln, der Himmel wird von einer dichten Wolkendecke überspannt und regelmäßig toben Stürme durch die Atmosphäre. Allerdings zirkulieren statt Wasser Kohlenwasserstoffe wie Ethan und Methan. Die Oberfläche und die oberste Schicht des Mantels bestehen aus Eis und Methanhydrat, eine jüngst entdeckte Karstlandschaft wird von Benzol und Acetylen gebildet. Unter der 80 Kilometer dicken Eiskruste befindet sich möglicherweise ein Ozean mit flüssigem Wasser, obwohl die Temperaturen dort unter 0 °C liegen.

Der nach der Nymphe Amalthea benannte Trabant ist der dritte und größte der vier kleinen inneren Monde des Gasgiganten Jupiter. Seit seiner Entdeckung 1892 gilt er als rötlichster Himmelskörper des Sonnensystems – eine Ehre, die zuvor dem Planeten Mars zukam. Verantwortlich für die auffällige Färbung ist vermutlich ein anderer Jupitermond, nämlich Io. Dessen zahlreiche Vulkane schleudern Schwefelstaub ins All, den Amalthea dann aufsammelt. Amalthea hält aber noch einen anderen Rekord: Der an eine rötliche Kartoffel erinnernde Himmelskörper hat einen maximalen Durchmesser vom 220 Kilometern, während sein Taillendurchmesser nur 128 Kilometer beträgt – kein anderer Mond unseres Sonnensystems weist eine ähnlich große Differenz auf.

Der 1789 entdeckte Saturnmond Enceladus fällt sofort ins Auge: Er ist rundum schneeweiß und reflektiert nicht weniger als 99 Prozent des einfallenden Lichts – das ist die höchste Albedo im gesamten Sonnensystem. Die Oberfläche des Eismondes ist daher deutlich kälter als die seiner Nachbarmonde, die zumindest ein wenig Sonnenwärme aufnehmen. Normalerweise sammeln Himmelskörper auf ihrem Weg durch das All Unmengen an Staub und kleinen Steinchen auf, was ihre Oberfläche dunkler erscheinen lässt. Seine blendend weiße Oberfläche muss Enceladus daher regelmäßig erneuern. Dies geschieht anscheinend durch Geysire, die Wasser aus dem Inneren des Mondes ausspeien. In der Eiseskälte des Weltraumes wird daraus Schnee, der sich auf der Oberfläche ablagert.

Bei dem gelegentlich als Doppelplanet bezeichneten System Pluto – Charon beträgt das Verhältnis der Durchmesser rund 2:1 und das der Massen etwa 6,6:1. Der geringe Unterschied hat dazu geführt, dass Zwergplanet und Mond die Eigendrehung des jeweils anderen so stark abgebremst haben, dass beide einander immer die gleiche Seite zuwenden. Eine solche doppelt gebundene Rotation ist einmalig im Sonnensystem. Bei Erde und Mond wurde hingegen nur die Mondrotation von der Erde so stark gebremst, dass er uns immer die gleiche Seite zuwendet. Die Erdrotation nimmt zwar auch stetig ab, ist aber dank der im Vergleich zum Mond 80mal größeren Masse der Erde noch lange nicht gebunden.

Auch unter den vielen Monden des Ringplaneten Saturn stechen Janus und Epimetheus hervor: Die beiden kleinen Trabanten umkreisen den Gasriesen auf fast identischen Umlaufbahnen und kommen einander alle vier Jahre so nahe, dass sie eigentlich kollidieren müssten. Kurz vor einer Kollision wirkt sich jedoch die Anziehungskraft des äußeren Trabanten aus und hebt den inneren Mond auf eine etwas höhere Umlaufbahn – was diesen gleichzeitig abbremst. Zugleich verliert der äußere Mond etwas Drehimpuls und sinkt auf eine tiefere Bahn, wodurch er beschleunigt wird – der Rollentausch ist perfekt. Vier Jahre später findet der Vorgang erneut statt, jedoch mit vertauschten Rollen.

Der Jupitermond Io ist der vulkanisch aktivste Himmelskörper des Sonnensystems. Es gibt rund 300 Vulkane, die dank geringer Schwerkraft und von keiner Atmosphäre gebremst ihre Lava bis zu 500 Kilometer weit ins All hinausschleudern. Das Innere des Mondes ist extrem heiß, da es durch die Gezeitenkräfte des Jupiters und der benachbarten Monde regelrecht durchgeknetet wird. Die Oberfläche hebt und senkt sich dabei um jeweils bis zu 100 Meter. Aufgrund von Vulkanausbrüchen und tektonischer Aktivität ist Oberfläche nur wenige Millionen Jahre alt und weiterhin permanenten Veränderungen unterworfen. Auffallend sind die zahlreichen Seen aus geschmolzenem Schwefel. Die abgelagerten Schwefelverbindungen weisen ein breites Spektrum an Farbtönen auf, die dem Mond ein ungewöhnlich buntes Erscheinungsbild verleihen, das entfernt an eine Käsepizza erinnert.