Der "Todesstern" gibt ein Geheimnis preis

Der Saturnmond Mimas hat Ähnlichkeit mit einer Vorlage aus Star Wars. Unter seiner Eiskruste birgt er ein Geheimnis. Warum das jetzt erst entdeckt wurde.

Jüngste Vermessungen der Umlaufbahn von Mimas, dem wohl bekanntesten Saturnmond, ergeben nur dann einen Sinn, wenn der Mond einen flüssigen Ozean beherbergt. Die Analyse des Pariser Observatoriums gilt als neuer Beweis für einen flüssigen oder zähflüssigen Ozean aus Wasser, der sich im Inneren des kleinen Mondes versteckt.

Damit könnte sich Mimas in die lange Liste der Monde des Sonnensystems einreihen, die im Verdacht stehen, Ozeane zu beherbergen, darunter der Saturnmond Enceladus mit seinen Wasservulkanen, die Jupitermonde Europa, Kallisto und Ganymed sowie Ariel, Umbriel, Titania und Oberon, alles Trabanten des Uranus.

Denn je genauer wir das Sonnensystem erforschen, desto öfter stoßen wir auf Hinweise für flüssiges Wasser im Inneren von Monden, die weit außerhalb der sogenannten Goldilocks-Zone liegen und die unter kilometerdicken Eisschichten verborgen sind.

Rissige Oberflächen geben Hinweise

Lange Zeit konnte man sich nicht vorstellen, dass Mimas auch dazugehört. Denn als Kriterium für verborgene Ozeane gelten rissige Oberflächen, wie sie etwa Enceladus und Europa zieren. Mimas ist nicht zerklüftet, sondern mit Kratern übersät, sodass die Wissenschaftler davon ausgingen, dass er bis hinunter zum felsigen Kern aus Eis besteht.

Doch die Art und Weise, wie der Mond auf seiner Umlaufbahn um den Saturn taumelt, deutet darauf hin, dass im Inneren des "Todessterns" etwas Ungewöhnliches vorgeht.

Bisher gab es zwei verschiedene Theorien zu den Bahnabweichungen von Mimas: Entweder enthält der Himmelskörper einen langgestreckten Felskern oder einen globalen Ozean. Doch die Forschungen schließen die Erklärung mit dem felsigen Kern ziemlich eindeutig aus.

Das Team aus Paris nahm sich die Daten der Cassini-Sonde noch einmal vor, die den Saturn zwischen 2004 und 2017 umkreist und dabei auch detaillierte Daten über seine Monde gesammelt hatte. Dann führten sie Simulationen durch, um die Bewegung von Mimas auf seiner Umlaufbahn, um den Saturn nachzubilden und die Auswirkungen eines schiefen Kerns respektive eines Ozeans zu simulieren.

Ein geologisch junger Ozean

Um die Bahnschwankungen mit einem Felsbrocken erklären zu können, müsste Mimas einen Kern haben, der so langgestreckt ist, dass er zur Innenseite der Umlaufbahn, also in Richtung Saturn, fast pfannkuchenförmig ausgeformt ist. Dies steht in krassem Widerspruch zu anderen Beobachtungsdaten für den Mond sowie zu den anerkannten Modellen für die Entstehung von Körpern im Sonnensystem.

Bleibt die Erklärung mithilfe eines verborgenen globalen Ozeans. Da wir wissen, dass es solche Ozeane im Sonnensystem gibt, erscheint diese Erklärung durchaus plausibel.

Aber Mimas ist eine Besonderheit, und sein Ozean ist möglicherweise anders als alle anderen im Sonnensystem. Denn der scheint noch sehr jung zu sein.

Beurteile keinen Mond nach seinem Äußeren

Die Bewegungsmuster von Mimas und dass Anzeichen eines Ozeans auf seiner Oberfläche fehlen, deuten darauf hin, dass der Ozean weniger als 25 Millionen Jahre alt ist und die Grenzfläche zwischen Eis und Ozean gar erst vor zwei bis drei Millionen Jahren eine Tiefe von weniger als 30 Kilometern erreichte.

Warum aber ist der Ozean so jung, obwohl das Sonnensystem etwa 4,5 Milliarden Jahre alt ist? Denn für seine Entstehung von flüssigem Wasser so weit draußen im Sonnensystem ist Wärme erforderlich. Bei den anderen, mit Wasser sozusagen 'gefüllten' Monden wurde das Eis vermutlich durch stark wechselnde und ungleichmäßige Gravitationseinwirkungen mit anderen Himmelskörpern verflüssigt.

Was nun Mimas angeht, scheint seine Umlaufbahn um Saturn bisher kreisförmig oder nahezu kreisförmig gewesen zu sein, sodass die Gravitationskräfte ziemlich gleichmäßig wirkten.

Bahnänderung schmolz den Eiskern

Wenn jedoch vor etwa 50 Millionen Jahren eine entsprechende Wechselwirkung mit einem oder mehreren anderen Saturnmonden die Umlaufbahn von Mimas in eine elliptische Form gedrückt hat, schwankt seitdem die Stärke der Gravitationswirkungen zwischen Saturn und Mimas. Das führte zu Spannungen im Eiskern, die eine innere Erwärmung bewirkten.

Die Ergebnisse zeigen, dass wir nicht immer Vermutungen darüber anstellen können, wie eine Ozeanwelt aussieht. Anders ausgedrückt: Man kann einen Mond nicht einfach nach seiner Kruste beurteilen.

Und weil der Ozean von Mimas so jung ist, kann er helfen, besser zu verstehen, wie globale Ozeane entstehen, wachsen und sich entwickeln.

"Mimas bietet eine einzigartige Gelegenheit, die schmelzinduzierte Differenzierung und die durch Wasser-Gestein-Wechselwirkungen angetriebene, umfassende Veränderung zu untersuchen", schreiben die Forscher aus Paris in Nature