Iapetus: Saturns Yin-Yang-Mond

Diese beiden globalen Bilder von Iapetus zeigen die extreme Helligkeits-Dichotomie auf der Oberfläche dieses eigentümlichen Saturnmonds. Das linke Feld zeigt den Mond

Diese beiden globalen Bilder von Iapetus zeigen die extreme Helligkeits-Dichotomie auf der Oberfläche dieses eigentümlichen Saturnmonds. Die linke Tafel zeigt die führende Halbkugel des Mondes und die rechte Tafel zeigt die nachlaufende Seite des Mondes. Bild veröffentlicht am 10. Dezember 2009.(Bildnachweis: NASA/JPL/Space Science Institute)



Die hellen und dunklen Gesichter des Saturnmondes Iapetus bilden einen Kontrast, der dazu beigetragen hat, den Satelliten trotz seiner entfernten Umlaufbahn jahrelang zu verbergen. Der Mond, der immer dasselbe Gesicht dem Saturn zugewandt hat, blieb in Schatten gehüllt, wobei seine helle Seite nur von der Erde aus sichtbar war, wenn er sich auf der Westseite seiner Primärseite bewegte.

Entdeckung und Benennung

Iapetus ist einer von vier Monden, die von . entdeckt wurden Giovanni Cassini 1672. Aber der eisige Mond forderte den italienischen Astronomen heraus. Er entdeckte ihn zuerst auf der Westseite des Planeten, aber als er 39 Tage später versuchte, ihn auf der Ostseite zu beobachten, konnte keine Spur des Satelliten gefunden werden. Das Muster wiederholte sich im Laufe der 79-Tage-Umlaufbahn des Mondes, was Cassini zu der Vermutung veranlasste, dass der Mond durch die Gezeiten blockiert war und ein Gesicht dunkler als das andere war.

Cassini nannte die vier Monde, die er entdeckte (Iapetus, Rhea, Dione und Tethys), die Sidera Lodoicea oder die Sterne von Louis, nach König Ludwig XIV. Jahrelang wurden die Monde numerisch nach ihrer Entfernung zum Saturn bezeichnet. Das entfernte Iapetus begann als Saturn V, aber die Entdeckung von Pantomimen , Enceladus und Hyperion haben es auf Saturn VIII gestoßen. Fast 200 Jahre später schlug John Herschel vor, die Monde um den Ringplaneten nach den Titanen zu benennen, den Geschwistern des griechischen Gottes Cronus, der für die Römer Saturn war.

In der griechischen Mythologie ist Iapetus ein Sohn von Uranus und Gaia und der Vater von Atlas und Prometheus. Seine Beziehung zu Prometheus, dem Titan, der den Menschen das Feuer gab, führte dazu, dass die frühen Griechen Iapetus als den Vater der Menschheit betrachteten.

Features auf Iapetus haben ihre Namen von dem französischen Epos 'The Song of Roland'.

Zusammensetzung und Umlaufbahn

Iapetus hat eine geringe Dichte von nur 1,083 Gramm pro Kubikzentimeter, etwas mehr als flüssiges Wasser, was bedeutet, dass es hauptsächlich aus Wasser besteht, wobei Gestein weniger als ein Viertel seiner Zusammensetzung ausmacht. Der walnussförmige Mond ist nicht kugelförmig, sondern hat einen vorgewölbten Äquator mit gequetschten Polen. Die gequetschte Form des Mondes ähnelt einem Satelliten, der sich alle 10 Stunden einmal dreht, anstatt der 79 Tage, die Iapetus für eine volle Umdrehung braucht.

Die kantige Struktur des Mondes hat zu verschwörungsähnlichen Vermutungen geführt, dass er kein natürlicher Satellit ist, sondern von einer anderen Zivilisation gebaut oder modifiziert worden sein könnte. Seine seltsame Form könnte jedoch leicht eine natürliche Erklärung haben. Zu Beginn seines Lebens, als sich der Mond noch schnell drehte, könnte eine dicke Kruste den Mond in seine seltsame Form eingefroren haben. Im Laufe der Zeit hätte sich die Drehung des Satelliten verlangsamt, bis er schließlich durch die Gezeiten blockiert wurde.

Iapetus ist mit einem Durchmesser von 1.471,2 km der drittgrößte Mond, der den Saturn umkreist. Obwohl sein Radius etwa zwei Fünftel des Erdmondes beträgt, ist er aufgrund seiner eisigen Zusammensetzung nur etwa 2 Prozent so massiv.

Der äquatoriale Kamm von Iapetus kann Höhen von bis zu 20 km erreichen. Dieses Bild zeigt Berge nur etwa halb so hoch.

Der äquatoriale Kamm von Iapetus kann Höhen von bis zu 20 km erreichen. Dieses Bild zeigt Berge nur etwa halb so hoch.(Bildnachweis: NASA/JPL/Space Science Institute)

Eine Kette hoher Berge umkreist den Äquator und erstreckt sich mehr als halb um den Mond, obwohl sie ihn möglicherweise vor langer Zeit vollständig umkreist hat. Der Kamm erstreckt sich über 1.300 km um den äquatorialen Umfang des Mondes. Einige der Gipfel erreichen Höhen von mehr als 20 km und gehören damit zu den höchsten Bergen im Sonnensystem.

Eine Reihe weißer Punkte, die den Bergrücken bilden, informell Voyager Mountains genannt, wurde erstmals Anfang der 1980er Jahre von der gleichnamigen Raumsonde entdeckt und untersucht. Jahre später untersuchte die Cassini-Sonde der NASA den Grat in der Tiefe. Die weißen Punkte, die die Voyager entdeckte, waren keine Gipfel, sondern Eisregionen an ihren Ostseiten. Die anderen Berge sind mit dunklem Material bedeckt. Die Voyager Mountains erreichen eine Höhe von bis zu 10 Kilometern.

Der Bergrücken, der sich um den Äquator von Iapetus windet, könnte sich zu Beginn seiner Geschichte gebildet haben, als sich der Mond schneller drehte als heute. Es könnte auch aus Material hergestellt worden sein, das von einem Ring oder Mond abgelagert wurde, der auf den Satelliten kollabierte.

Iapetus umkreist Saturn in einer Entfernung von 13.561.300 km von Saturn, dem am weitesten entfernten seiner großen Satelliten. Im Gegensatz zu anderen, näher gelegenen Monden leidet Iapetus nur sehr wenig unter Gezeitenerwärmung durch den massiven Planeten. Infolgedessen zeigt die Haut des Satelliten keine Anzeichen von Schmelzen und Auftauchen, die die äußere Schicht anderer Monde geglättet haben könnten.

Es gibt jedoch andere Anzeichen einer Veränderung auf seiner Oberfläche. Im Jahr 2012 gaben Wissenschaftler bekannt, Erdrutsche von bis zu 80 Kilometern entdeckt zu haben. Diese wurden wahrscheinlich erzeugt, als Material aus großer Höhe fiel und in der leichten Schwerkraft des Mondes eine weite Strecke zurücklegte. Angesichts der Tatsache, dass Iapetus einen hohen Gipfel hat und die längsten Erdrutsche mit dem Grat (und den damit verbundenen Merkmalen) in Verbindung gebracht wurden, ist dies wahrscheinlich die Ursache. Wissenschaftler hoffen, mehr über diese Funktion zu erfahren, um ähnliche Ereignisse auf der Erde und dem Mars besser erklären zu können.

Beide Hemisphären enthalten eine Reihe von Einschlagskratern unterschiedlicher Größe. Der größte, Turgis, hat einen Durchmesser von etwa 360 Meilen (580 km).

Cassini erfasst seinen ersten detaillierten Lok in den Voyager Mountains, der 25 Jahre zuvor erstmals identifiziert wurde. Die Berge überspannen den Äquator des Mondes, wobei die abgebildete Region vom hellen in den dunklen Bereich wechselt.

Cassini erfasst seinen ersten detaillierten Lok in den Voyager Mountains, der 25 Jahre zuvor erstmals identifiziert wurde. Die Berge überspannen den Äquator des Mondes, wobei die abgebildete Region vom hellen in den dunklen Bereich wechselt.(Bildnachweis: NASA/JPL/Space Science Institute)

Die dunkle Seite des Mondes

Das auffälligste Merkmal von Iapetus ist seine kontrastreiche Färbung. Die führende Halbkugel des Satelliten ist kohlschwarz, während seine Rückseite viel heller ist. Wie Cassini bemerkte, hilft seine dunkle Vorderseite, wenn der Mond der Erde zugewandt ist, ihn verborgen zu halten. Die kohlschwarze Region wird zu Ehren des italienischen Astronomen Cassini Regio genannt.

Eine Reihe von Theorien versucht, den seltsam kontrastierenden Satelliten zu erklären. Partikel des kleineren, aber weiter entfernten Mondes Phoebe können auf die Oberfläche von Iapetus fallen und die dunkle Seite ständig erneuern. Auch Eruptionen dunkler Kohlenwasserstoffe aus Eisvulkanen könnten die Differenzierung erklären.

Der Beweis für diese Theorie kam 2009. Wissenschaftler entdeckten einen Ring aus Material, der Saturn umgibt, der wahrscheinlich von Phoebe stammte. Bis 2015 zeigten Infrarotbeobachtungen der NASA-Raumsonde WISE die Phoebe Ring war viel größer als zuvor erwartet . Seine Entfernung reicht vom 100- bis 270-fachen des Saturn-Radius oder etwa 3,75 Millionen bis 10,1 Millionen Meilen (6 Millionen bis 16,2 Millionen km) vom Planeten.

Thermische Beobachtungen des Mondes der Cassini-Mission geben den besten Einblick in den einzigartigen Prozess. Die langsame Rotation des Mondes bedeutet, dass die dunklen Oberflächen, die mehr Wärme aufnehmen als ihre eisigen Gegenstücke, mehr Zeit haben, sich zu erwärmen. Jegliches eisiges Material, das sich mit den dunklen Oberflächen vermischt, wird zu einer gasförmigen Form reduziert und fällt auf die kühleren Regionen des Mondes zurück. Die dunkle Seite wird dann immer dunkler, während die helle Seite heller wird.

Der Prozess hätte schon vor langer Zeit beginnen können, mit nur einer kleinen Menge an dunklem Material, um ihn zu befeuern. Als sich das Material trennte, könnte der dunkle Fleck im Laufe der Zeit stetig gewachsen sein, was zu dem heute zu sehenden Yin-Yang-Mond führte. Wissenschaftler betrachten nicht nur Iapetus und modellieren ihn, um die Theorie zu erklären, sondern sie haben auch versucht, ihn mit Mikrowellenemissionen zu vergleichen, die auf der Erde verfolgt werden. Die Haupteinschränkung besteht darin, dass Eis auf der Erde zu flüssigem Wasser schmilzt, daher räumte das Team ein, dass weitere Studien zu diesem Thema erforderlich waren. Andere Orte, die als Vergleich dienen könnten, sind die Monde des Jupiter und die kleinen, eisigen Körper des Kuipergürtels jenseits von Neptun.

Die Temperaturen auf der wärmeren dunklen Seite erreichen minus 143 Grad C (minus 226 F). Die helle Seite, die weniger Wärme aufnimmt, ist mit durchschnittlich minus 173 °C (minus 280 °F) kühler.

Schnelle Fakten

  • Durchschnittliche Umlaufbahnentfernung: 2.212.610 Meilen (3.560.851 km)
  • Nächster Zugang: 2.147.780 Meilen (3.456.518 km)
  • Am weitesten entfernte Anfahrt: 2.277.440 Meilen (3.665.184 km)
  • Umlaufbahnexzentrizität: 0,0293
  • Mittlerer Radius: 457 Meilen (735,6 km)
  • Fluchtgeschwindigkeit: 1.280 mph (2.061 km/h)

— Zusätzliche Berichterstattung durch Mitwirkende Elizabeth Howell.