PHOEBE
Neues vom mysteriösen Saturnmond
von Stefan Deiters
astronews.com
27. April 2012

Eine neue Auswertung von Daten der Saturnsonde Cassini und von Computersimulationen hat gezeigt, dass der Saturnmond Phoebe mehr planetenähnliche Eigenschaften hat als bislang angenommen. Astronomen vermuten, dass es sich bei dem Mond um ein sogenanntes Planetesimal handelt und es anfangs noch eine geologische Entwicklung auf Phoebe gab.

Phoebe scheint nahezu kugelförmig zu sein, wie diese Rekonstruktion auf Grundlage von Cassini-Bildern zeigt.  Bild: NASA / JPL-Caltech / SSI / Cornell [Großansicht]

"Im Gegensatz zu anderen primitiven Objekten wie etwa Kometen, scheint sich Phoebe zunächst für eine bestimmte Zeit aktiv entwickelt zu haben, bevor der Mond erstarrte", so Julie Castillo-Rogez, die als Planetenwissenschaftlerin am Jet Propulsion Laboratory der NASA im kalifornischen Pasadena arbeitet. "Man nimmt an, dass sich Objekte wie Phoebe sehr schnell gebildet haben, sie stellen daher die Bausteine der Planeten dar und verraten den Wissenschaftlern, welche Bedingungen zu der Zeit geherrscht haben müssen, als die Planeten und ihre Monde entstanden sind." Diese Bausteine nennen die Astronomen Planetesimale.

Die Saturnsonde Cassini war im Jahr 2004 an Phoebe vorübergeflogen und konnte dabei den Mond aus relativer Nähe unter die Lupe nehmen (astronews.com berichtete). Die Auswertung der dabei gewonnenen Daten und ihr Vergleich mit neuen Computermodellen über die chemischen und geologischen Vorgänge auf dem Mond, führten zu den jetzt in der Fachzeitschrift Icarus vorgestellten Ergebnissen über den ungewöhnlichen Saturntrabanten.

Der Verdacht, dass es sich bei Phoebe nicht um einen normalen Mond des Saturn handelt, ist schon älter. Die Cassini-Beobachtungen bestätigen, dass Phoebe offenbar im Kuipergürtel jenseits der Neptunbahn entstanden ist. Die Daten deuten auch darauf hin, dass Phoebe bereits in seiner Jugendzeit ein kugelförmiges Aussehen hatte, im Inneren zunächst heiß war und im Zentrum zu einem größeren Teil aus dichterem Material mit einem höheren Anteil an Gestein besteht. Die mittlere Dichte des Mondes dürfte der von Pluto entsprechen, einem anderen Objekt des Kuipergürtels. Phoebe kam aber offenbar dem Ringplaneten Saturn irgendwann so nahe, dass der Mond in eine Umlaufbahn um den Gasriesen gezwungen wurde.

Mit diesem Schicksal ist Phoebe nicht allein: Um Saturn kreist eine ganze Wolke von kleineren, irregulären Monden, deren Bahnen nicht in der Äquatorebene des Planeten liegen. Phoebe ist der größte dieser irregulären Monde und umreist den Planeten zudem noch in entgegengesetzter Umlaufrichtung. Die regulären Saturnmonde entstanden aus Material, das sich in einer Scheibe um den gerade geborenen Planeten gesammelt hatte und kreisen auch heute noch in der Äquatorebene um Saturn.

"Durch die Kombination von Cassini-Daten mit Modellierungstechniken, die zuvor schon auf andere Objekte des Sonnensystems angewandt wurden, konnten wir praktisch die Zeit zurückdrehen, um herauszufinden, warum der Mond sich so deutlich vom Rest des Saturnsystems unterscheidet", erklärt Teammitglied Jonathan Lunine von der Cornell University.

Phoebe entstand danach innerhalb der ersten drei Millionen Jahre nach Bildung des Sonnensystems vor rund 4,5 Milliarden Jahren. Ursprünglich könnte der Mond einmal porös gewesen sein, ist dann aber in sich kollabiert und hat heute eine 40 Prozent höhere Dichte als ein durchschnittlicher innerer Saturnmond.

Man vermutet, dass Objekte in der Größe von Phoebe in der Regel als kartoffelförmige Objekte entstehen und sich dann im Laufe der Zeit auch nicht mehr verändern. Wenn sich ein Objekt allerdings früh genug in der Geschichte des Sonnensystems bildet, kann es so viel radioaktives Material enthalten, dass dies im Inneren für kurze Zeit für eine ausreichende Wärme sorgt, die es dem Objekt erlaubt, sich neu zu formen. "Aus der Form, die wir auf den Cassini-Bildern sehen und den Modellen der wahrscheinlichen Kraterbildungsgeschichte, konnten wir ableiten, dass Phoebe schon zu Beginn fast kugelförmig war und nicht etwa zunächst eine unregelmäßige Form hatte und später durch Einschläge kugelförmiger wurde", so Teammitglied Peter Thomas von der Cornell University.

Die Phase, in der Phoebe warm war, dürfte, so die neue Studie, einige zehn Millionen Jahre gedauert haben. In dieser Zeit könnte es auf dem Mond auch flüssiges Wasser gegeben haben, was die Existenz von wassereichen Materialien auf der Oberfläche des Mondes erklären könnte, für die Cassini Hinweise gefunden hat. Einige hundert Millionen Jahre nachdem Phoebe schließlich erkaltet war, driftete der heutige Mond dann ins innere Sonnensystem und wurde vom Saturn in seinen gegenwärtigen Orbit eingefangen.