Titan: Bausteine für organische Moleküle entdeckt

[astronews.com Redaktion]

Der Saturnmond Titan ist der zweitgrößte Mond im Sonnensystem - und der einzige mit einer dichten Atmosphäre. Diese ähnelt, so glauben Wissenschaftler schon länger, der Atmosphäre der noch jungen Erde. Mit Hilfe der Saturnsonde Cassini haben Forscher nun schwere Ionen in der Atmosphäre des Mondes nachgewiesen, die als Bausteine für komplexere organische Moleküle dienen könnten. (30. November 2007)

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[Der Optimist]

Hallo,

ich lese schon länger hier mit, die meisten Fragen konnte ich mit der Suche beantworten aber etwas beschäftigt mich noch:

Warum hat der Mond Titan so eine dichte Athmosphäre (1,6 - 1,7 Bar?) obwohl er doch mit seine Masse so eine Athmosphäre garnicht bilden oder halten kann?

Ich mein Stickstoff ist ja im gegensatz zu Wasserstoff um einiges "schwerer" aber trotzdem versthe ich das nicht?
Wo kam sie her?

Der Mars ist viel größer und hat sie auch fast vollständig verloren!

Aber bei eins binn ich mir sicher die muss früher noch dichter gewesen sein, weil da muss zwangsläufig was verloren gehen!

Habt ihr darauf eine Antwort?

[ChMessier]

Ich bin kein Astrophysiker, aber ich kann mir sehr gut vorstellen, dass für die Atmosphäre Titans auch die doch nicht sehr geringe Sonnenentfernung mit Schuld ist.

Bei einer Oberflächentemperatur von -180 Grad läuft dort alles etwas träger ab als auf der Erde oder auch auf Mars. Das heißt, die Stickstoff- und Methanmoleküle erreichen nicht die Fluchtgeschwindigkeit, die sie aus der Anziehungskraft Titans befreien kann. Also hat er seine Atmosphäre aus der Frühzeit seiner Existenz weitestgehend erhalten.

Mars ist deutlich näher an der Sonne, und die meisten Moleküle, die einst die Atmosphäre gebildet hatten, sind fast ungehindert ins Weltall entwichen.

Bei einem Vortrag, den ich mal von Prof. Lesch gehört hatte (live, nicht TV), meinte er, Mars sei inkontinent, er könne nichts halten. Und mehr als diese gegenwärtige dünne Atmosphäre ist angesichts der geringen Masse des Mars und seiner relativen Nähe zur Sonne eben nicht drin.

Die Masse von Titan ist zwar noch niedriger, aber er ist weit genug von der Sonne entfernt, die Gasmoleküle seiner Atmosphäre sind durch die niedrigen Temperaturen eben nicht schnell genug, um der geringeren Anziehungskraft des Mondes zu entkommen.

Salut
ChMessier

[Der Optimist]

Ahhh danke das is eigentlich logisch.

Achja was ich noch wissen wollte, hatte der Mond kurtz nach seiner Entstehung auch eine Athmosphäre die z.B durch Ausgasung des noch heißen Gesteins entstanden war?

Das wäre ja ein krasser Anblick von der frühen Erde aus gewesen

[jonas]

Habe mal ein bisschen im Forum gegraben. Bynaus hatte schon öfter über die Eigenschaft von Planeten geschrieben ihre Atmosphäre halten zu können. Z.B. hier: http://www.astronews.com/forum/showt...E4re#post29172

Als Auszug:

Ganz grob (als Faustregel) kann man sagen, ein Planet eine Atmosphäre über einige zehn Milliarden Jahre wird halten können, wenn seine Fluchtgeschwindigkeit grösser als fünf Mal die mittlere Teilchengeschwindigkeit (eines bestimmten Elements) beträgt (diese wiederum hängt von der Temperatur der Atmosphäre ab). Wasserstoff, da leicht und somit recht schnell unterwegs, wird auch am schnellsten verloren - die Erde hingegen liegt knapp unter der Grenze, an der sie Wasserstoff noch halten könnte.

Damit hängt das halten einer Atmosphäre von mehreren Parametern ab: Der Planetenmasse, der Temperatur (und damit auch der Entfernung zum Zentralgestirn) und der Zusammensetzung der Atmosphäre.

Titan ist zwar klein, aber sehr kalt und die Atmosphäre besteht aus relativ schweren Elementen. Die Konstellation auf dem Mars ist demnach wohl so, dass er zu klein und zu warm ist um nennenswerte Mengen an Atmosphäre zu halten.

[Der Optimist]

Jo danke!

Von der Temperatur her hab ich es noch garnicht betrachtet.
Das erklärt einiges.

Wo kommen diese Gase aber her?
Der saturn besteht doch auch zum größten Teil aus Wasserstoff wie die anderen Gasrießen?

Edit: achso danke für den Link

[ChMessier]

Ahhh danke das is eigentlich logisch.

Achja was ich noch wissen wollte, hatte der Mond kurtz nach seiner Entstehung auch eine Athmosphäre die z.B durch Ausgasung des noch heißen Gesteins entstanden war?

Das wäre ja ein krasser Anblick von der frühen Erde aus gewesen

Genau genommen hat der Mond auch heute noch eine Atmosphäre. Der atmosphärische Druck beträgt auf der Oberfläche der Erde 1013 Hektopascal, auf der Mondoberfläche 10^-8 Hektopascal (ich finde leider nicht die Einstellung, um -8 hochzustellen; ich hoffe, die von mir gewählte Schreibweise ist verständlich).

Wahrscheinlich wäre jedes irdische Labor froh, den atmosphärischen Druck auf der Mondoberfläche in seiner Vakuumkammer erreichen zu können.

In der Frühzeit unseres Sonnensystems, so vor über 4 Milliarden Jahren, stand der Mond der Erde noch deutlich näher als heute und wirkte auf den angenommenen Betrachter riesig groß. Sicherlich wären dann auch Ausgasungen auf seiner Oberfläche zu sehen gewesen. Die Erde drehte sich auch wesentlich schneller als heute um ihre eigene Achse. Ein Tag war deutlich weniger als 10 Stunden lang. Ich hab schon mal was von 5 Stunden gelesen, will das aber nicht unbedingt unterschreiben.

Der Mond bremste die Erdumdrehung auf den heutigen Wert und entfernte sich auch bis zum heutigen Abstand von ihr. Die Erde revanchierte sich beim Mond und bremste seine Umdrehung auf den jetzigen Wort von über 27 Tagen ab.

Salut
ChMessier

[Orbit]

@ Der Optimist

Wo kommen diese Gase aber her?

Ich denke, aus der Akkretionsscheibe, aus der auch die Gasriesen entstanden sind, und die enthalten im Innern ja auch Elemente schwerer als H und He. Aus der Akkretionsscheibe kommt wohl auch das Methan, aus dem die gefrorene Oberfläche des Titan besteht.

Gruss Orbit

[Toni]

Damit hängt das halten einer Atmosphäre von mehreren Parametern ab: Der Planetenmasse, der Temperatur (und damit auch der Entfernung zum Zentralgestirn) und der Zusammensetzung der Atmosphäre.

Damit stellt sich aber auch die Frage nach dem Entstehungsort in der frühen Urgeschichte des Sonnenssystems. Der Titan kann nicht dort entstanden sein, wo er sich heute befindet. Dort kommen diese schweren Gase nicht vor. Und gleichgroße (gleichschwere) Monde, mit denen man einen Vergleich mit Titan machen könnte, gibt es nur um Jupiter. Doch dort gibt es niemanden, der auch nur annähernd über eine Atmosphäre verfügen würde. - Und Ganymed ist sogar noch schwerer und etwas größer als Titan! Dieser Fakt täte die größere Sonnennähe Ganymeds wieder ausgleichen. Aber wo ist nun Ganymeds Atmosphäre geblieben? Hat sich diese der Jupiter eingefangen?

Titan ist zwar klein, aber sehr kalt und die Atmosphäre besteht aus relativ schweren Elementen. Die Konstellation auf dem Mars ist demnach wohl so, dass er zu klein und zu warm ist um nennenswerte Mengen an Atmosphäre zu halten.

Aber seine Masse ist um ein Vielfaches größer als die des Titan!! - Und dieser Fakt gleicht die Temperaturunterschiede mehr als wieder aus!

Nein, nein, die Erklärungen mit der Masse und der Temperatur können nur ein Teil der Antwort auf die Frage nach der Atmosphäre des Titan sein. Er ist der einzige Mond des Sonnensystems, der sich einen solchen Luxus leistet. Warum aber nicht seine gleichschweren Nachbarn??

Dies lässt meines Erachtens nur eine Erklärung zu: Der Titan ist nicht dort entstanden, wo er sich heute befindet. Titan kann nur aus dem inneren Sonnensystem stammen, zumal man ja auch davon überzeugt ist, dass seine Atmosphäre jener der Urerde gleicht. Die Elementenverteilung im Sonnensystem lässt keine andere Möglichkeit der Entstehung zu. - Und dann hat in grauer Vorzeit (vielleicht ist es astronomisch auch noch gar nicht sooo lange her ) irgend ein Ereignis dazu geführt, dass Titan weit nach außen wanderte, um schließlich vom Saturn eingefangen zu werden.

Zweifelhafte Grüße von Toni

[Orbit]

Hallo Toni

Nein, nein, die Erklärungen mit der Masse und der Temperatur können nur ein Teil der Antwort auf die Frage nach der Atmosphäre des Titan sein. Er ist der einzige Mond des Sonnensystems, der sich einen solchen Luxus leistet.

Was jonas aus Bynaus Zitat folgert, genügt vollkommen für eine Erklärung.
Schau hier
http://de.wikipedia.org/wiki/Teilchengeschwindigkeit
und rechne ein wenig selbst, anstatt einfach so ins Blaue hinein zu behaupten:

Aber seine Masse ist um ein Vielfaches größer als die des Titan!! - Und dieser Fakt gleicht die Temperaturunterschiede mehr als wieder aus!
...Dies lässt meines Erachtens nur eine Erklärung zu: Der Titan ist nicht dort entstanden, wo er sich heute befindet.

und gleich auch noch in bester SiFi-Autor-Manier zu folgern

Titan kann nur aus dem inneren Sonnensystem stammen, zumal man ja auch davon überzeugt ist, dass seine Atmosphäre jener der Urerde gleicht.

und auf diese Weise einen Zusammenhang zwischen der Brutstätte Erde und einer möglichen Brutstätte Titan zu suggerieren.
Toni, was veranstaltest Du da für einen Wirbel?!
Ist das Promotion für Dein neues Buch "Auf Titan verschollen"? :-)

Herzliche Grüsse
Orbit