PLANET/400: Das Innenleben von Titan (SuW)
Sterne und Weltraum 5/10 - Mai 2010
Zeitschrift für Astronomie
Blick in die Forschung: Nachrichten
Das Innenleben von Titan
Der Saturnmond Titan ist eines der Hauptuntersuchungsobjekte der US-Raumsonde Cassini seit ihrem Einschwenken in eine Umlaufbahn um den Ringplaneten im Juli 2004. Bei ihren Vorbeiflügen an Titan sandte sie Aufnahmen und Messdaten zur Erde, die unser Bild von der dichten Atmosphäre und der festen Oberfläche mit ihren Seen aus flüssigem Methan prägten.
Aber auch die Bewegung der Raumsonde Cassini durch das Schwerefeld des Mondes lässt sich wissenschaftlich nutzen: Vermisst man die Bahnbewegung der Sonde bei einer dichten Annäherung an Titan mit hoher Präzision, so lassen sich durch komplexe Rechenverfahren Rückschlüsse auf die Massenverteilung im Inneren des Mondes ziehen.
Dies machte sich jetzt ein Forscherteam um Luciano Iess von der Universität Sapienza in Rom zu Nutze. Die Planetologen stellten fest, dass sich das Innere von Titan nicht wie erwartet in einen festen Gesteinskern mit einem dichten Eismantel gliedert. Vielmehr besteht der Mond auch im tiefen Inneren aus einer Mischung von Gestein und Eis. Dass Titan einen deutlichen Gesteinsanteil enthalten muss, verrät seine mittlere Dichte von 1,9 Gramm pro Kubikzentimeter. Bestünde Titan fast nur aus Wassereis, so läge seine Dichte nahe bei einem Gramm pro Kubikzentimeter.
Offenbar war der Innenbereich von Titan nie so warm, dass sich die dichteren Gesteinsanteile vom weniger dichten Wassereis hätten trennen können. Wäre der Mond kurz nach seiner Entstehung vor 4,5 Milliarden Jahren im Inneren aufgeschmolzen, so wäre der Gesteinsanteil zum Zentrum gesunken, so wie das beim nur geringfügig größeren Jupitermond Ganymed der Fall ist. Nur eine etwa 500 Kilometer dicke Schicht nahe der Titanoberfläche ist völlig frei von Gesteinsanteilen. Damit ähnelt der innere Aufbau Titans demjenigen des zweitgrößten Jupitermonds Callisto.
Wenn das Material, aus dem Titan entstand, nicht aufgeschmolzen wurde, durfte es sich bei der Zusammenballung des Mondes nicht stark aufgeheizt haben. Die Forscher vermuten daher, dass sich Titan relativ langsam, etwa innerhalb von einer Million Jahren, bildete. Bei vielen anderen Monden gehen die Planetologen davon aus, dass sie sich innerhalb weniger tausend bis zehntausend Jahre zusammenballten.
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W I S wissenschaft in die schulen!
Zu den beiden Beiträgen auf dieser Seite stellen wir ausführliche didaktische Materialien auf der Internetseite www.wissenschaft-schulen.de zur Verfügung, die das Saturnsystem behandeln. Es wird ein Brettspiel gebaut, bei dem die Schülerinnen und Schüler mit der Raumsonde Cassini durch das Saturnsystem fliegen und Fragen rund um den Planeten und seine Monde beantworten müssen.
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Bildunterschrift der im Schattenblick nicht veröffentlichten Abbildung der Originalpublikation:
So sieht der innere Aufbau des Saturnmonds Titan aus: Im Zentrum befindet sich eine kühle Mischung aus Eis und Gestein (dunkelgrau), darüber schließt sich eine Schicht fast reinen Wassereises an (hellgrau). Die blaue Schicht ist ein von Theoretikern vorhergesagter Ozean aus flüssigem Wasser, an den sich die hellgrau dargestellte Eiskruste anschließt, welche die feste Oberfläche des Mondes bildet. Der Mantel aus Eiskruste und Ozean ist etwa 500 Kilometer dick.
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Quelle:
Sterne und Weltraum 5/10 - Mai 2010, Seite 12 - 13
Zeitschrift für Astronomie
Herausgeber:
Prof. Dr. Matthias Bartelmann (ZAH, Univ. Heidelberg),
Prof. Dr. Thomas Henning (MPI für Astronomie),
Dr. Jakob Staude
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veröffentlicht im Schattenblick zum 11. Juni 2010