Der Mond Hyperion, ein Schwamm im All? - Panorama

Hyperion hat die Raumsonde Cassini während eines nahen Vorbeiflugs im Jahr 2005 intensiv mit statischer Elektrizität bestrahlt, wie aus einer Studie hervorgeht, die die von der Sonde übermittelten Daten im Jahr 2014 erneut analysierte. Für die Wissenschaftler war dies eine Überraschung: Da der Mond so klein ist, ging man nicht davon aus, dass er eine nennenswerte Wechselwirkung mit der Magnetosphäre (magnetischer Umgebung) des Saturn hat. Die Ergebnisse zeigten, dass die Oberfläche ein stark negatives Oberflächenpotential aufweist. Während Cassini die Begegnung ohne nachhaltige Auswirkungen überstanden hat, wiesen Wissenschaftler darauf hin, dass dieses Phänomen genau untersucht werden sollte, um zukünftige Raumfahrzeuge zu schützen. Entdeckung und Benennung Dieser seltsame Mond wurde erstmals 1848 von zwei unabhängigen Gruppen entdeckt. Der englische Astronom William Lassell entdeckte den Mond zwei Tage nach dem amerikanischen Vater-Sohn-Gespann William und George Bond. Allen drei Männern wird die Entdeckung zugeschrieben. Hyperion, der letzte der acht großen Monde des Saturn, wurde entdeckt, kurz nachdem der englische Astronom John Herschel vorschlug, die Monde um den Ringplaneten nach den Titanen zu benennen. Diese mythischen Wesen, die später von den olympischen Göttern gestürzt wurden, waren die Brüder und Schwestern des griechischen Gottes Kronos, den die Römer Saturn nannten. Hyperion, Saturns älterer Bruder, war der Gott der Wachsamkeit und Beobachtung. Der Weg um den Planeten Hyperion unterscheidet sich von den meisten Monden dadurch, dass es sich nicht um ein Sphäroid handelt. Der kartoffelförmige Satellit hat drei Achsen mit einer Größe von 410 x 260 x 220 Kilometern und ist damit der größte bekannte unregelmäßig geformte Mond im Sonnensystem. Zu Beginn seiner Geschichte war Hyperion möglicherweise ein größerer, kugelförmigerer Satellit, der im Laufe der Jahrtausende einen schweren Einschlag erlitt. Als einer der wenigen großen Monde, der nicht ständig ein Gesicht dem Saturn zugewandt hat, dreht sich Hyperion auf seiner 21-tägigen Reise um den Planeten etwa alle 13 Tage einmal. Seine seltsame Form verhindert jedoch eine vorhersehbare Drehung. Als die Cassini-Mission der NASA den Mond besuchte, konnten Wissenschaftler aufgrund seiner ständig wechselnden Rotation nicht vorhersagen, welchen Teil des Mondes sie sehen würde. Hyperion umkreist Saturn auf einer exzentrischen (nicht kreisförmigen) Umlaufbahn und hält dabei eine durchschnittliche Entfernung von 1.500.934 km vom Planeten ein. Seine enge Umlaufbahn um Saturns größten Mond, Titan, ermöglicht es der Schwerkraft, die beiden zu beschleunigen und zu verlangsamen, wenn sich der Abstand zwischen ihnen ändert. Saturns schwammiger Mond Da Hyperion etwas mehr als halb so dicht wie Wasser ist, ist seine Zusammensetzung immer noch ein Rätsel. Der Unterschied könnte auf poröses Wassereis zurückzuführen sein, ebenso auf den Einschluss leichterer Materialien wie gefrorenem Methan oder Kohlendioxid. Die Existenz solcher Materialien wäre konsistent, wenn sich eine Reihe kleinerer Eis- und Gesteinskörper zusammengeschlossen oder zusammengefügt hätten, um den Mond zu bilden, wodurch Hyperion eigentlich einem Trümmerhaufen ähnelte. Ein Beispiel: Eine Icarus-Studie der Oberfläche aus dem Jahr 2012 legt nahe, dass Hyperion hauptsächlich aus Wassereis mit einigen &bdquo;zusätzlichen Materialien“ wie Kohlendioxid besteht. Das Kohlendioxid scheint kein reines Eis zu sein, sondern eine komplexere Struktur wie bei Klathraten üblich (wobei Moleküle einer Substanz im Eis einer anderen eingeschlossen sind). Klathrate, in der Fachliteratur meist Clathrate (lat.: clatratus = Käfig) geschrieben, sind nur in fester Phase vorkommende &bdquo;physikalische“ Verbindungen zweier Stoffe, von denen einer (zumeist Wasser) ein Gitter mit Hohlräumen oder Käfigen (lat.: clatratus) bildet, in die der andere, im fraglichen Temperaturbereich gasförmige Stoff physikalisch eingelagert wird. Sie heißen daher auch Einschlussverbindung, Einlagerungsverbindung und/oder Gashydrate. Für die leichteren Edelgase bis zum Argon sind Clathrate die einzigen bekannten Verbindungen. Anzeichen von &bdquo;Bombardierung“ Die Oberfläche des natürlichen Satelliten von Saturn ist stark von Kratern übersät, ähnlich wie bei dessen &bdquo;Kollegen“ Phoebe und Iapetus. Da sie so weit vom Saturn entfernt sind, weisen die drei entfernten Monde mehr Anzeichen von Bombardierung auf als ihre näheren Begleiter. Durch die Gezeitenerwärmung des riesigen Planeten ist das Eis auf den näheren Monden möglicherweise geschmolzen und hat einige der früheren Anzeichen von Kollisionen geglättet. Die Gezeitenerwärmung (auch bekannt als Gezeitenarbeit oder Gezeitenkrümmung) erfolgt durch die Gezeitenreibungsprozesse: Bahn- und Rotationsenergie wird entweder (oder sowohl) im Oberflächenozean oder im Inneren eines Planeten oder Satelliten als Wärme abgeleitet. Der Krater von Hyperion unterscheidet sich jedoch eindeutig von den Einschlägen auf Phoebe und Iapetus. Diese sind tendenziell tiefer und weisen keine Anzeichen von Auswurf auf, was dem Mond ein schwammartiges Aussehen verleiht. Die geringe Dichte und die poröse Oberfläche des Mondes könnten sein einzigartiges Aussehen erklären. Das Innere der Krater ist dunkler als die übrige rötliche Färbung des Mondes. Die niedrige Temperatur von durchschnittlich minus 180 Grad Celsius könnte es flüchtigen Materialien ermöglichen, ihren Zustand zu ändern, während sie ihren flüssigen Zustand überspringen, wodurch dunklere Materialien auf dem Kraterboden zurückbleiben. Einige Wissenschaftler glauben, dass das Material möglicherweise mehr Sonnenlicht absorbiert und die Krater ausgräbt, wenn das Material sublimiert, während andere glauben, dass die Entfernung von der Sonne den Effekt zu stark abschwächt. Die Cassini-Huygens-Mission Die Cassini-Huygens-Mission war eine Zusammenarbeit zwischen der NASA, der Europäischen Weltraumorganisation (ESA) und der italienischen Weltraumorganisation (ASI). Es wurde 1997 gestartet und umfasste die Raumsonde Cassini und die Sonde Huygens. Cassinis Hauptmission bestand darin, den Saturn, seine Ringe und seine Monde zu untersuchen, während Huygens darauf ausgelegt war, zur Oberfläche des größten Saturnmondes, Titan, abzusteigen. Im Laufe seiner Mission machte Cassini zahlreiche bahnbrechende Entdeckungen, darunter die Enthüllung komplizierter Details der Saturnringe, die Entdeckung neuer Monde und die Untersuchung der Atmosphäre und Magnetosphäre des Planeten. Huygens landete 2005 erfolgreich auf Titan und ermöglichte der Menschheit damit den ersten Nahblick auf die Oberfläche eines Mondes im äußeren Sonnensystem. Die Mission endete 2017 mit Cassinis absichtlichem Eintauchen in die Saturnatmosphäre. Die Zeichnung zeigt die Sonde auf einer Umlaufbahn rund um den auffälligen Ringplaneten Saturn. Wertvolle Daten Diese Zusammenarbeit zwischen der US-amerikanischen NASA und der Europäischen Weltraumbehörde ESA lieferte bis zum Schluss wertvolle Daten und verhinderte gleichzeitig eine mögliche Kontamination der Saturnmonde, insbesondere der potenziell bewohnbaren Enceladus und Titan, durch von der Raumsonde mitgeführte Erdmikroben. Cassini-Huygens hat unser Verständnis des Saturnsystems erheblich erweitert und ein bleibendes Erbe in der Planetenforschung hinterlassen. Die Oberfläche von Hyperion zeichnet sich durch stark kraterartiges und unregelmäßiges Gelände aus. Im Gegensatz zu vielen Monden im Sonnensystem, die relativ glatte Oberflächen haben, scheint Hyperion von zahlreichen Kratern unterschiedlicher Größe übersät zu sein. Es wird angenommen, dass diese Krater das Ergebnis von Einschlägen anderer Objekte im Weltraum sind. Eines der auffälligsten Merkmale der Oberfläche von Hyperion ist ihre ungewöhnliche Färbung, die auf vielen Bildern rotbraun erscheint. Es wird angenommen, dass diese Verfärbung durch die Ansammlung von dunklem Material, möglicherweise organischen Verbindungen oder Kohlenwasserstoffen, auf seiner Oberfläche verursacht wird. Darüber hinaus fehlt Hyperion jede wesentliche Atmosphäre, sodass seine Oberfläche direkt der rauen Umgebung des Weltraums ausgesetzt ist. Das bedeutet, dass es keine Witterungsprozesse wie Erosion oder Wind gibt, die die Oberflächenmerkmale glätten, was zu seinem rauen Aussehen beiträgt. Insgesamt ist die Oberfläche von Hyperion ein Beweis für die dynamischen und komplexen Prozesse, die in den äußeren Bereichen unseres Sonnensystems ablaufen. Wenn Menschen vom Mond sprechen, denken sie unwillkürlich an unseren Erdmond. Dabei sind nach einem letzten astronomischen Update im Januar 2022 zuletzt 214 Monde bekannt, die die verschiedenen Planeten in unserem Sonnensystem umkreisen. Hier ist eine Aufschlüsselung nach Planeten: Merkur: 0 Monde, Venus: 0 Monde, Erde: 1 Mond (der Mond), Mars: 2 Monde (Phobos und Deimos), Jupiter: 79 Monde (einschließlich der vier großen galiläischen Monde: Io, Europa, Ganymed und Callisto, Saturn: 83 Monde (einschließlich Titan, Enceladus und Hyperion), Uranus: 27 Monde (einschließlich Titania, Oberon, Umbriel, Ariel und Miranda), Neptun: 14 Monde (einschließlich Triton und Proteus), Zwergplaneten (z. B. Pluto): Mindestens 5 Monde (Pluto hat 5 bekannte Monde, darunter Charon, Styx, Nix, Kerberos und Hydra). Diese Zahlen können sich ändern, da weiterhin neue Monde entdeckt werden, insbesondere in der Nähe von Gasriesen wie Jupiter und Saturn, wo ihre ausgedehnten Mondsysteme noch erforscht werden. Vergleich Erdmond - Hyperion Der Erdmond (oft einfach als &bdquo;Mond“ bezeichnet) und Hyperion, der Saturnmond, unterscheiden sich in mehreren wesentlichen Aspekten: Größe und Zusammensetzung: Der Erdmond ist viel größer und massereicher als Hyperion. Er hat einen Durchmesser von etwa 3.474 Kilometern, während Hyperion einen Durchmesser von nur etwa 270 Kilometern hat. Darüber hinaus besteht der Erdmond hauptsächlich aus Gesteinsmaterial, während Hyperion vermutlich eine wesentlich geringere Dichte aufweist und möglicherweise eine erhebliche Menge Eis enthält. Umlaufbahn und Standort: Der Erdmond umkreist die Erde in relativ geringer Entfernung, im Durchschnitt etwa 384.400 Kilometer. Im Gegensatz dazu umkreist Hyperion den Saturn in einer viel größeren Entfernung, mit einer durchschnittlichen Entfernung von etwa 1,5 Millionen Kilometern vom Planeten. Oberflächenmerkmale: Auch die Oberflächen der beiden Monde unterscheiden sich deutlich. Der Erdmond hat eine relativ glatte Oberfläche mit großen Flächen, die von dunklen Ebenen namens Maria (Mehrzahl des lateinischen Wortes &bdquo;mare“) bedeckt sind, sowie zahlreichen Einschlagskratern und Gebirgszügen. Hyperion hingegen hat eine sehr unregelmäßige und kraterartige Oberfläche, was ihm ein ausgeprägtes &bdquo;schwammiges“ oder &bdquo;wabenförmiges“ Aussehen verleiht. Atmosphäre und Umwelt: Der Erdmond hat keine nennenswerte Atmosphäre, während Hyperion ebenfalls keine nennenswerte Atmosphäre besitzt. Allerdings ist die Oberfläche von Hyperion direkt der Strahlung und der rauen Umgebung des Weltraums ausgesetzt, da es Saturn im äußeren Sonnensystem umkreist, während der Erdmond bis zu einem gewissen Grad durch die Magnetosphäre der Erde abgeschirmt ist. Obwohl es sich bei beiden Objekten um Himmelskörper handelt, die in unserem Sonnensystem herumkreisen, weisen der Erdmond und Hyperion insgesamt deutliche Unterschiede in Größe, Zusammensetzung, Oberflächenbeschaffenheit und Umweltbedingungen auf.