Auf dem eher unauffälligen Saturnmond Mimas hat ein Forschungsteam einen überraschenden Fund gemacht: einen tiefen Ozean. Der Befund verändert den Blick auf andere kleinere Himmelskörper.
Etwa 20 bis 30 Kilometer unter der eisigen Oberfläche des kleinen Saturnmonds Mimas befindet sich ein globaler Ozean aus flüssigem Wasser. Diesen überraschenden Schluss zieht ein internationales Forschungsteam aus der Analyse alter Daten der US-Saturnsonde Cassini. Bislang gingen Experten von einem festen Inneren des Himmelskörpers aus. Ebenfalls überraschend ist das astronomisch junge Alter des Ozeans: Vor höchstens 25 Millionen Jahren sei er entstanden, so die Wissenschaftler im Fachblatt "Nature".
Saturnmond Mimas - unwahrscheinlicher Ort für einen Ozean
"Monde mit einem globalen Ozean unter einer dicken Eisschicht sind recht häufige Objekte im Sonnensystem", erläutern Valery Lainey von der Universität Sorbonne in Frankreich und seine Kollegen. Diese Ozeane verraten sich durch Strukturen an der Oberfläche, die durch Brüche und Risse im Eispanzer entstehen. Beispiele dafür sind der Jupitermond Europa und der Saturnmond Enceladus.
Der im Durchmesser knapp 400 Kilometer große Saturnmond Mimas zeigt dagegen nichts dergleichen: Seine Oberfläche ist übersät mit alten Einschlagkratern. Besonders auffällig ist der Krater Herschel mit einem Durchmesser von 139 Kilometern. Deshalb sei Mimas "der unwahrscheinlichste Ort, um nach einem Ozean zu suchen", so Lainey.
Messungen der Sonde Cassini, die von 2004 bis 2017 den Saturn umkreist und dabei auch seine Ringe und Monde erforscht hat, zeigten, dass Mimas bei seiner Rotation ein wenig hin und her schwankte. Dieses Libration genannte Phänomen könnte auf einen "schwappenden" Ozean im Inneren des Mondes hinweisen. Da sich jedoch auf der Oberfläche keine Anzeichen dafür finden ließen, bevorzugten Astronomen eine andere Erklärung: Der harte Kern des Mondes sei leicht deformiert, also durch die Anziehungskraft Saturns in die Länge gezogen.
Rund die Hälfte des Volumens von Mimas besteht wohl aus Wasser
Ein derart deformierter Kern sollte aber die elliptische Bahn des Mondes um den Saturn beeinflussen – die Bahnellipse sollte eine leichte Drehung zeigen, Präzession genannt. Nach diesem Effekt haben Lainey und Kollegen in den Daten von Cassini gesucht. Die große Überraschung für die Forscher: Geht man davon aus, dass es sich bei Mimas um einen durchgehend festen, gefrorenen Himmelskörper handelt, so lassen sich die Messungen für die Libration und die Präzession des Mondes nicht in Einklang bringen.
Die einzige mit allen Daten verträgliche Lösung bietet die Annahme eines globalen flüssigen Ozeans unter der gefrorenen Oberfläche. Der sei etwa 70 bis 80 Kilometer tief, so die Berechnungen der Forscher. "Das bedeutet: Etwa die Hälfte des Volumens von Mimas besteht aus flüssigem Wasser", betont Lainey.
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Warum aber zeigen sich auf der Oberfläche des Mondes keine Anzeichen für den Ozean? Auch auf diese Frage liefere die Umlaufbahn von Mimas eine – wiederum überraschende – Antwort, so Lainey: Ein so großer Ozean führe dazu, dass eine elliptische Umlaufbahn in astronomisch kurzer Zeit kreisförmig werde. Wie die Berechnungen des Teams zeigen, kann der Ozean daher maximal 25 Millionen Jahre alt sein. Dieser Zeitraum reiche nicht aus, um Spuren an der Oberfläche zu hinterlassen, so die Forscher.
Die Entdeckung von Lainey und Kollegen dürfte den Blick der Planetenforscher auf die vielen kleinen Eis-Monde der großen Planeten unseres Sonnensystems verändern. Denn möglicherweise verbergen sich unter den Oberflächen einiger dieser unscheinbaren Himmelskörper weitere große Ozeane. (Rainer Kayser, dpa/sbi)
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