Saturnmond-Sonde "Cassini" entdeckt Sauerstoff-Atmosphäre um Rhea

Der Spähroboter "Cassini" hat überraschende Daten auf die Erde gefunkt: Rhea, einer der 62 Saturnmonde, ist nicht nur eisbedeckt - sondern hat eine Atmosphäre aus Sauerstoff und CO2. Woher das Kohlendioxid stammt, ist für die Astronomen aber noch ein Rätsel.

Saturnmond Rhea (Illustration): Eine dünne Atmosphäre umgibt den Trabanten
Science / AAAS

Saturnmond Rhea (Illustration): Eine dünne Atmosphäre umgibt den Trabanten


Der Saturnmond Rhea besitzt eine eigene, dünne Atmosphäre aus Sauerstoff und Kohlendioxid. Das zeigen Daten, welche die Raumsonde "Cassini" im März bei einem Vorbeiflug am zweitgrößten Mond des Saturn gesammelt und die ein internationales Forscherteam jetzt ausgewertet hat.

Der Sauerstoff der Gashülle entsteht höchstwahrscheinlich, wenn elektromagnetische Strahlung auf das Wassereis der Oberfläche trifft und es zersetzt. Die Herkunft des Kohlendioxids ist für die Forscher weniger klar: Es könnte bei der Oxidation organischer Moleküle entstehen oder aber aus dem Oberflächeneis ausgasen. Die Atmosphäre sei bisher übersehen worden, weil sie so dünn sei, dass sie bei vorherigen Messungen gar nicht habe erfasst werden können, schreiben Ben Teolis vom Southwest Research Institute im texanischen San Antonio und seine Kollegen im Wissenschaftsmagazin "Science".

Bereits vor der Auswertung der neuen Daten gab es den Verdacht, Rhea könnte eine sauerstoffhaltige Atmosphäre besitzen - solche Gashüllen waren auf den eisbedeckten Jupitermonden Europa und Ganymed entdeckt worden. Der Sauerstoff entsteht dort durch das Einwirken von Strahlung auf das gefrorene Wasser, das sich dabei zersetzt. In die Atmosphäre gelangt er durch das Bombardement mit geladenen Teilchen, die sich im Einflussbereich des Magnetfelds - der sogenannten Magnetosphäre - von Jupiter bilden. Etwas Ähnliches, so die Vermutung der Wissenschaftler, könnte es auch auf den eisbedeckten Monden Saturns geben, die sich in dessen Magnetosphäre befinden.

Mehrere mögliche Kohlendioxid-Quellen

Als "Cassini" Rhea am 2. März in einer extrem geringen Höhe von nur 97 Kilometern überflog, bestätigte sich diese Vermutung: Ein spezielles Massenspektrometer an Bord der Raumsonde registrierte Signale von Sauerstoff und - eher unerwartet - von Kohlendioxid. Der Sauerstoff bildet sich vermutlich ähnlich wie bei den Jupitermonden.

Es sei wahrscheinlich, dass der größte Teil des auf Rhea vorkommenden Sauerstoffs noch im Eis eingeschlossen sei und jeweils nur ein kleiner Teil als Gas in die Atmosphäre entwische, spekulieren die Forscher. Für das Kohlendioxid kommen gleich mehrere Quellen infrage. Es könnte zum Beispiel ebenfalls bereits im Eis vorhanden sein und nach und nach ausgasen. Alternativ entsteht es möglicherweise erst auf der Oberfläche des Mondes durch die Reaktion oxidierender Substanzen mit organischen Molekülen oder kohlenstoffhaltigen Mineralien. Letztere könnten dabei entweder Teil von Rheas Geologie sein oder sie gelangten in Form von Mikrometeoriten auf die Oberfläche.

Die dünne Gashülle um den Mond ist nicht überall gleich, wie die Messungen zeigen: Auf der von der Sonne beschienenen und damit wärmeren Seite ist sie deutlich dicker, etwa als hätte sie dort eine Beule. Das Kohlendioxid scheint sich dabei fast ausschließlich auf dieser Seite zu befinden, möglicherweise, weil es auf der sonnenabgewandten, kälteren Seite kondensiert und deswegen von "Cassini" nicht erfasst werden konnte.

Die Ergebnisse deuten nun darauf hin, dass auch noch andere eisige Monde eine Atmosphäre haben könnten - unter anderem Rheas Schwesternmond Dione, dessen Oberfläche ähnlich aufgebaut ist wie die Rheas.

Anm. der Red.: In einer früheren Version des Artikels war von 31 Saturnmonden die Rede. Diese Zahl ist veraltet. Wir bitten, den Fehler zu entschuldigen.

wbr/dapd



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