Unsere Lieblingsmonde im Sonnensystem - Panorama

Etwa drei Viertel von ihnen umkreisen Jupiter und Saturn, der Rest nimmt seinen Platz um andere Planeten und Zwergplaneten wie Pluto ein. Darüber hinaus gibt es auch kleine Monde, die auch kleinere Objekte wie etwa Asteroiden umkreisen. Es ist schwer, aus all diesen wunderbaren kleinen Welten den Favoriten auszuwählen, aber hier sind acht Monde, die sich durch ihr wissenschaftliches Interesse und ihre Erkundungsversprechen auszeichnen. Der Mond der Erde Unter den funkelnden außerirdischen Welten, die andere Planeten umkreisen, könnte der natürliche Satellit der Erde langweilig erscheinen. Aber es ist tatsächlich ein faszinierender Ort mit einer dramatischen Geschichte. Der Mond entstand in den frühen Tagen des Sonnensystems, vor etwa 4,5 Milliarden Jahren. Die führende Theorie zur Entstehung des Mondes besagt, dass ein anderer junger Planet auf die Erde prallte und riesige Brocken überhitzten Gesteins in den Weltraum schleuderte. Innerhalb eines Zeitraums von etwa einem Monat bis zu einem Jahr kamen einige dieser Brocken zusammen, zogen sich gegenseitig durch ihre Schwerkraft an und bildeten den Mond. Die durch den Aufprall erzeugte Hitze, die darauffolgend schnelle Abrundung und die daraus resultierenden chemischen Reaktionen waren wahrscheinlich so stark, dass die gesamte Oberfläche des Mondes zu Magma – also geschmolzenem Gestein – wurde. Und obwohl die Entstehung des Mondes nur wenige Monate dauerte, blieb seine Oberfläche mehrere Dutzende oder sogar Hunderte Millionen Jahre lang geschmolzen. Eine vulkanische Vergangenheit Auch die Erde wäre durch diesen Einschlag sehr heiß gewesen, und als der Mond abkühlte, kühlte er auf der erdabgewandten Seite schneller ab. (Der Mond ist durch Gezeiten an die Erde gebunden, das heißt, er hat immer die gleiche Seite, die uns zugewandt ist). Die der Erde zugewandte Seite des Mondes entwickelte eine dünnere Kruste, durch die bis vor etwa 50 Millionen Jahren weiterhin Magma ausbrach. Es wird angenommen, dass diese anhaltende vulkanische Aktivität eine Atmosphäre erzeugt hat, die etwa doppelt so dick ist wie die aktuelle Marsatmosphäre. Der Mond ist inzwischen so weit abgekühlt, dass es keine aktiven Vulkane und überhaupt keine Atmosphäre mehr gibt. Aber wenn wir den Mond betrachten, können wir immer noch Hinweise auf seine vulkanische Vergangenheit erkennen. Die dunklen Flecken auf der bekannten Mondoberfläche bestehen aus Basaltgestein, das vor Millionen von Jahren von Vulkanen ausgebrochen ist. Io Jupiters Io sieht ungefähr so fremdartig aus, wie eine Welt nur aussehen könnte: leuchtendes Gelb mit weißen Streifen und roten, braunen, orangefarbenen und schwarzen Flecken. Io ist etwas größer als der Erdmond und hat Berge, die höher sind als der Mount Everest, sowie Hunderte von Vulkanen, von denen einige Schwefel- und Schwefeldioxidfahnen ausstoßen, die teilweise Hunderte von Kilometern hoch sind. Io ist der vulkanisch aktivste Ort im Sonnensystem, an dessen Oberfläche es fast ständig zu Ausbrüchen kommt. Io ist neben Europa, Ganymed und Callisto der innerste der vier großen Jupitermonde. Aufgrund dieser Lage erlebt Io einen derart intensiven Vulkanismus. Jupiter ist der größte Planet im Sonnensystem und seine großen Monde gehören ebenfalls zu den größten ihrer Art. Während Io den Jupiter umkreist, kommt er manchmal nahe an einigen seiner benachbarten großen Monde vorbei, die sich auf ihren eigenen Umlaufbahnen bewegen. Ungleichmäßige Umlaufbahnen Wenn diese Monde aneinander vorbeiziehen, ziehen sie sich gegenseitig leicht aneinander. Dies macht alle ihre Umlaufbahnen um Jupiter etwas ungleichmäßig. Während sich Io dem Jupiter nähert und sich von ihm entfernt, verzerren die gravitativen Ebbe und Flut die Form dieses Mondes. Dieses Zusammendrücken und Dehnen erzeugt Reibung. Im Inneren von Io reicht die durch diese Reibung verursachte Hitze aus, um Gestein zu Magma zu schmelzen. Etwa 50 Kilometer unter der Oberfläche von Io befindet sich ein Ozean aus Magma, der sich über weitere 50 Kilometer in die Tiefe erstreckt. Während sich dieser Magma-Ozean bewegt, entsteht an der Oberfläche eine enorme vulkanische Aktivität. Io und die Erde sind die einzigen beiden Welten im Sonnensystem, von denen bekannt ist, dass sie heute eine großflächige vulkanische Aktivität aufweisen. Aber Io übertrifft die Erde bei weitem. Die Oberfläche von Io ist mit mehr als 400 aktiven Vulkanen bedeckt, die zusammen etwa 100-mal mehr Lava produzieren als alle Vulkane der Erde zusammen. Europa Ein weiterer großer Jupitermond ist Europa. Wie Io kreist Europa als zweiter großer Mond in der Nähe von Jupiter. Und so wird Europa, wie Io, durch die schwankende Anziehungskraft zusammengedrückt, wodurch sich sein Inneres erwärmt. Das Ergebnis dieses Zusammendrückens ist jedoch auf den beiden Monden völlig unterschiedlich, da sie aus unterschiedlichem Material bestehen. Im Gegensatz zum felsigen Io besteht die Oberfläche Europas größtenteils aus festem Wassereis. Wenn Europa also durch die Annäherung an Jupiter und seine Entfernung von ihm zusammengedrückt wird, erhitzt die im Inneren des Mondes erzeugte Reibung das Eis unter der Oberfläche und verwandelt es in flüssiges Wasser. Der erste Hinweis auf einen unterirdischen Wasserozean kam von den beiden Voyager-Sonden der NASA, die 1979 durch das Jupitersystem flogen. Die von ihnen aufgenommenen Bilder von Europa zeigten die glatteste Oberfläche im Sonnensystem, ohne große Berge, tiefe Krater oder Schluchten. Dies deutete darauf hin, dass sich die feste Kruste möglicherweise über einer flüssigen Schicht befand, was dazu führte, dass sich die Kruste bewegte, spaltete und ständig wieder an die Oberfläche kam und kommt. Unter der Oberfläche flüssiges Wasser Andere Raumschiffe, die das Jupitersystem besuchten, wie die Galileo- und Juno-Missionen der NASA, haben Daten von Europa gesammelt, die unsere Zuversicht stärken, dass unter der Oberfläche Europas tatsächlich flüssiges Wasser existiert. Unter einer etwa 30 Kilometer dicken Eis-Hülle könnte Europa einen Ozean mit einer Tiefe von 70 bis 100 Kilometern enthalten. Im Vergleich dazu sind die Ozeane der Erde an ihrer tiefsten Stelle nur etwa 11 Kilometer tief. Obwohl Europa kleiner als der Erdmond ist, wird angenommen, dass seine Ozeane doppelt so viel flüssiges Wasser enthalten wie alle Ozeane und Seen der Erde zusammen. Dies war eine aufregende Entdeckung, da sich die Suche nach Leben außerhalb der Erde auf Orte konzentriert, an denen flüssiges Wasser existieren kann, da alle bekannten Lebensformen auf der Erde auf flüssiges Wasser angewiesen sind. Es wird auch angenommen, dass die Ozeane Europas salzig sind, was darauf hindeutet, dass sie mit einem felsigen Meeresboden in Kontakt kommen. Dies verheißt auch Gutes für die Suche nach Leben, da Unterwasser-Hydrothermalquellen eine lebensspendende Energiequelle sein könnten. Im Jahr 2012 entdeckte das Hubble-Weltraumteleskop eine riesige Wasserwolke, die aus einem Geysir am Südpol Europas ausbrach. Das aufgenommene Bild zeigte eine etwa 200 Kilometer hohe Wolke. Die NASA plant, ihre Europa-Clipper-Mission im Jahr 2030 dorthin zu schicken, einschließlich eines spezifischen Missionsziels, das darin besteht, durch die Wolken Europas zu fliegen. Die Europäische Weltraumorganisation arbeitet auch an ihrer Jupiter Icy Moons Explorer-Mission (auch bekannt als JUICE), die ab 2031 zusammen mit Ganymed und Kallisto auch den Mond Europa erforschen soll. Beide Missionen werden Jahre damit verbringen, Europa zu erforschen und möglicherweise viele Fragen zu beantworten. Den Wissenschaftlern drängt sich die dringende Fragen zu seinen verlockend bewohnbaren Ozeanen auf. Ganymed Ganymed ist ein weiterer Eismond des Jupiters und der größte Mond im Sonnensystem. Er ist sogar größer als der Planet Merkur. Ganymed besteht aus Gestein mit einer dicken äußeren Eisschicht, weist aber im Gegensatz zu Europa keine Anzeichen einer frisch aufgetauchten Oberfläche auf. Trotzdem sollte auf Ganymed bis zu einem gewissen Grad derselbe Gravitationsdruck auftreten, der sein Inneres erwärmen dürfte. Während ihrer Zeit im Orbit um Jupiter von 1995 bis 2003 maß die NASA-Raumsonde Galileo das Magnetfeld von Ganymed und fand Hinweise darauf, dass sich unter der Oberfläche eine oder mehrere Schichten salzigen, flüssigen Wassers befinden könnten. Folgebeobachtungen des Hubble-Weltraumteleskops im Jahr 2015 bestätigten diese Theorie. Ganymed scheint mehrere Schichten von unterschiedlichen Meeren zu haben, die - mit Eisschichten dazwischen - übereinander liegen. Die höchste Eisschicht ist die Kruste, die etwa 150 Kilometer dick sein kann. Der niedrigste Meeresspiegel könnte 800 Kilometer darunter liegen, knapp über der ersten Schicht des felsigen Inneren des Mondes. Insgesamt verfügt Ganymed wahrscheinlich über das wasserreichste Wasser aller Körper im Sonnensystem. Die JUICE-Mission der ESA wird viel über diesen außergewöhnlichen Mond erfahren, wenn sie in den 2030er Jahren das Jupitersystem besucht. Enceladus Enceladus ist einer der 83 bekannten Saturnmonde. Klein und eisig, wurde ihm keine besondere Bedeutung beigemessen, bis die Raumsonde Cassini ihn 2005 aus nächster Nähe beobachtete. Als Cassini an Enceladus vorbeiflog, sah er riesige Wolken, die aus dem Südpol schossen, größer als alle, die wir je gesehen haben gesehen von Jupiters Eismonden. Extrem große, aktive Kryovulkane schleuderten riesige Mengen Wasser, Eis und anderes Material in den Weltraum. Cassini zählte allein im Südpolgebiet mehr als 100 der Kryovulkane. Ein Kryovulkan ist eine geologische oder hydrologische Erscheinungsform des Vulkanismus, die sich nur bei sehr niedrigen Temperaturen und Dauerfrostboden bildet. Wie die geologisch aktiven Monde des Jupiters umkreist Enceladus einen sehr massereichen Planeten und hat auf beiden Seiten weitere massereiche Monde. Die anderen Monde zerren an Enceladus, was seine Umlaufbahn um Saturn etwas ungleichmäßig macht, was dann durch die Schwerkraft den Mond zusammendrückt und sein Inneres aufheizt. Die Wirkung auf Enceladus wird durch seine geringe Größe verstärkt. Enceladus hat nur einen Durchmesser von etwa 500 Kilometern. Zum Vergleich: Europa hat einen Durchmesser von über 3.000 Kilometern, und die übrigen großen Jupitermonde sind sogar noch größer. Weil es so klein ist, gibt es viel weniger Schwerkraft, um es festzuhalten, wenn sich Risse in der eisigen Hülle von Enceladus bilden und das flüssige Wasser darunter herausgedrückt wird. Dadurch können Geysire Hunderte von Kilometern Höhe erreichen. Ein großer Teil dieses Materials fällt als Schnee zurück und verleiht Enceladus seine strahlend weiße Beschichtung. Doch die leichteren Teilchen entkommen der schwachen Schwerkraft des Mondes und werden in die Umlaufbahn um den Saturn geschwemmt. Tatsächlich besteht der breiteste und äußerste Ring des Saturn (der sogenannte E-Ring) größtenteils aus Material, das aus dem Inneren von Enceladus ausgespuckt wurde. Titan unter seiner Atmosphäre Der Saturnmond Titan ist der zweitgrößte im Sonnensystem und übertrifft ebenfalls Merkur an Größe, aber nicht an Masse. Titan hat noch einige andere wichtige Eigenschaften: Er ist der einzige Mond mit einer dichten Atmosphäre, der einzige Mond außer unserem eigenen, auf dem jemals ein von Menschenhand geschaffenes Raumschiff gelandet ist, und der einzige Ort im Sonnensystem außer der Erde, an dem es Flüssigkeit gibt Seen, Flüsse und Meere auf seiner Oberfläche. Die Atmosphäre des Titans erstreckt sich über eine Höhe von 100 bis 200 Kilometern und verdeckt die Mondoberfläche vollständig. Es besteht wie die Atmosphäre der Erde hauptsächlich aus Stickstoff, zusammen mit einer großen Menge an smogigem Methan. Es wird angenommen, dass dieses Methan ständig aus Quellen unter der Mondoberfläche nachgefüllt wird. Titan ist höchstwahrscheinlich durch in seinem eisigen Inneren eingeschlossene Gase entstanden, die nach und nach an die Oberfläche abgegeben werden, um seine Atmosphäre zu bilden. Auch Methan kommt auf Titan in flüssiger Form vor. Titan ist kalt genug, dass sich Methan ähnlich verhält wie Wasser auf der Erde: Es regnet aus den Wolken, sammelt sich in Bächen und Flüssen, erodiert die Landschaft, während es flussabwärts fließt, setzt sich in Seen und Meeren ab und verdunstet, um den Kreislauf zu beginnen erneut. Neben Hunderten kleinerer Seen verfügt Titan über drei große Meere, die etwa so groß sind wie einige der Großen Seen Nordamerikas. Die NASA-Raumsonde Cassini, die von 2004 bis 2017 den Saturn umkreiste, wurde von der Landeeinheit Huygens begleitet, die von der Europäischen Weltraumorganisation bereitgestellt wurde. Einige Monate nachdem Cassini in die Umlaufbahn um Saturn eingetreten war, passierte es Titan und ließ die Huygens-Sonde fallen. Huygens untersuchte die Atmosphäre des Titans während seines Abstiegs und machte für den Rest seiner kurzen Batterielebensdauer Bilder und Messungen an seinem Landeplatz. Wie so viele andere Missionen warfen die Entdeckungen, die Huygens machte, noch mehr Fragen auf, die zukünftige Missionen wie die Dragonfly der NASA möglicherweise beantworten könnten. Triton Triton ist der größte der 14 bekannten Neptunmonde und gilt als Zwergplanet, der von Neptuns Schwerkraft erfasst wurde. Der Hauptgrund, warum Wissenschaftler glauben, dass Triton als Zwergplanet begann, ist, dass Triton Neptun in der falschen Richtung umkreist. Wenn Sie von oben nach Norden schauen, dreht sich Neptun um seine Achse gegen den Uhrzeigersinn. Und da Planeten und ihre Monde im Allgemeinen alle aus derselben wirbelnden Stoffmasse entstehen, sollte die Richtung der Wirbel gleichbleiben – d. h. die Monde sollten den Planeten in derselben Richtung umkreisen, in der er sich dreht. Da Triton Neptun im Uhrzeigersinn umkreist, ist es unwahrscheinlich, dass es neben seinem Wirtsplaneten entstanden ist. Wahrscheinlicher ist, dass sich Triton irgendwo im Kuipergürtel von selbst gebildet hat, einem riesigen Ring aus kleineren, eisigen Objekten wie Kometen, die die Sonne jenseits von Neptun umkreisen. Triton wurde wahrscheinlich durch die Schwerkraft von einem anderen großen Objekt auf eine Flugbahn gebracht, die es Neptun nahe genug brachte, um von seiner Schwerkraft erfasst und in eine Umlaufbahn um den riesigen Planeten gezogen zu werden. Neptun hat heute weniger Monde, als man für einen Planeten seiner Größe erwarten würde, und Wissenschaftler halten es für wahrscheinlich, dass Triton beim Eintritt in das Neptunsystem einige seiner Monde zerschmetterte und sie zerstörte und die Umlaufbahnen anderer durch seine Schwerkraft störte, wodurch sie verursacht wurden, aufeinanderprallen und sich gegenseitig zu zerstören. Als die Raumsonde Voyager 2 im Jahr 1989 am Neptunsystem vorbeiflog, stellte sie fest, dass Triton weniger Krater als erwartet hatte und Hinweise auf kryovulkanische Aktivität hatte, wobei Geysire dunkles Material bis zu mehreren Kilometern über die Oberfläche schoss. Dies könnte darauf hindeuten, dass Triton eine Schicht aus flüssigem Wasser unter seiner Oberfläche hat, aber da wir nur eine Gelegenheit hatten, es aus der Nähe zu beobachten, können wir nicht sicher sein. Miranda Miranda ist einer der großen Uranusmonde und besteht aus einer Kombination aus Eis und Gestein. Obwohl es massiv genug ist, um sich durch die Schwerkraft abzurunden, ist es alles andere als eine perfekte Kugel. Mirandas Oberfläche sieht aus, als ob sie aus verschiedenen zusammengeklebten Teilen bestünde, mit stark unterschiedlichen Topografien in jedem Abschnitt. An einigen scheinbaren Verbindungsstellen zwischen Abschnitten gibt es riesige Klippen, darunter die höchste Klippe im Sonnensystem, eine atemberaubende Höhe von 20 Kilometern (12 Meilen). Aufgrund der extrem geringen Schwerkraft (der gesamte Mond hat nur ein Siebtel des Durchmessers des Erdmondes) würde es etwa 10 Minuten dauern, bis ein Stein von der Spitze dieser Klippe auf den Boden fällt. Miranda hat auch riesige Schluchten, einige hunderte Kilometer lang und mehrere zehn Kilometer breit und zwölfmal tiefer als der Grand Canyon. Wissenschaftler wissen immer noch nicht, warum Miranda so ist, wie sie ist. Er ist zu klein, als dass interne geologische Prozesse zur Bildung von Klippen und Schluchten führen könnten, aber es ist möglich, dass in den frühen Tagen seiner Entstehung etwas passiert ist. Eine Theorie besagt, dass Miranda nach dem Zusammenwachsen beim Abkühlen zuerst außen und dann innen gefror – da sich Wasser beim Gefrieren ausdehnt, könnten die inneren Schichten die zuerst ausgehärteten äußeren Schichten aufgespalten haben, was zu all dem geführt hätte Zackigkeit. Eine andere Möglichkeit besteht darin, dass Miranda irgendwann in der Vergangenheit zerschmettert wurde, aber nicht stark genug, um es auszulöschen. Stattdessen könnte es durch den Aufprall in kleine Teile zersplittert sein, die sich dann durch die Schwerkraft wieder zusammensetzten und sich zu einer Art Frankensteins Mondmonster zusammenfügten. Den internationalen Forscherteams zufolge sollten ein Uranus-Orbiter und eine Uranus-Sonde die oberste Priorität für die nächste, neue Großmission der NASA sein. Wenn die NASA dem Rat des Dekadens folgt (was sie normalerweise tut), könnte bereits 2031 eine Mission zum Uranus starten, was eine beispiellose Gelegenheit bietet, Miranda und andere faszinierende Uranmonde aus nächster Nähe zu untersuchen. Und mehr … Dies sind nur einige der in der Wissenschaft beliebten Monde, aber es gibt noch viel mehr zu entdecken. Außerdem werden ständig neue Monde gefunden. Während dieser Artikel geschrieben wurde, wurden 12 winzige Neumonde in der Umlaufbahn um Jupiter entdeckt. Und da sich die Beobachtungstechnologien ständig verbessern, wird die Liste weiterwachsen. Von den klumpigen Marsmonden Phobos und Deimos über Saturns knödelartigen Mond Pan und den Todesstern-ähnlichen Mond Mimas bis hin zum Asteroidenmond Dimorphos, der von einem Raumschiff zerschmettert wurde, haben die Monde unseres Sonnensystems für diejenigen, die es wünschen, viel zu bieten um mehr über sie zu erfahren.