Der kleine, wassereisreiche Saturnmond Phoebe scheint doch mehr ein Planet als ein Mond zu sein. Neue Computersimulationen zeigten nun, dass er vermutlich als Planetenvorläufer nur drei Millionen Jahre nach der Entstehung des Sonnensystems im Kuiper-Gürtel geboren wurde. Aufgeheizt durch den Zerfall radioaktiver Elemente blieb er vermutlich mehrere zehn Millionen Jahre so warm, dass in seinem Inneren flüssiges Wasser vorliegen konnte. Die Astronomen können mit den Simulationen ein vergleichsweise detailliertes Bild der möglichen Vergangenheit des Mondes zeichnen.

Der kleine Eismond Phoebe
© Science
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Phoebe zählt zu Saturns irregulären Monden, das heißt er umläuft den Ringplanet auf einer retrograden Bahn in Entfernungen zwischen rund 11 und 15 Millionen Kilometern. Er ist nahezu kugelförmig und weist einen Durchmesser von rund 200 Kilometern auf. Seine Oberfläche ist eine wahre Kraterwüste, sie ist mit Einschlagkratern von bis zu 80 Kilometer Durchmesser übersät. Zudem ist die Oberfläche sehr dunkel und wirft nur gerade einmal sechs Prozent des einfallenden Lichts zurück. Auffällig ist auch die hohe mittlere Dichte des kleinen Monds von rund 1,6 Gramm pro Kubikzentimeter. Im gesamten Saturnsystem sind 62 Monde bekannt, doch nur der Riesenmond Titan hat eine merklich höhere Dichte als Phoebe.

Phoebes hohe Dichte und seine retrograde Bahn wurden schon lange als Zeichen seiner Herkunft gedeutet. Wissenschaftler vermuten, dass er ein ehemaliger Zentaur-Asteroid aus dem Kuipergürtel ist. Darauf deuten auch Spuren von Wasser hin, welche die Saturnmission Cassini auf Phoebes Oberfläche aufgespürt hatte.

Diesen ursprünglichen Verdacht konnte nun ein Astronomenteam um Julie Castillo-Rogez vom Jet Propulsion Laboratory der NASA im kalifornischen Pasadena erhärten. Mit Hilfe von Computersimulationen blickten sie in die Entstehungsgeschichte des kleinen Mondes zurück und konnten ergründen, wie er seine im Saturnsystem einzigartigen Eigenschaften erwarb.

Phoebes  Südpol
© NASA, JPL / SSI
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Phoebe ist nach den neuen Ergebnissen, die im Fachjournal Icarus erscheinen, ein so genanntes Planetesimal, ein Planetenvorläufer, und damit ein Überbleibsel aus der frühesten Kindheit unseres Sonnensystems. Sie entstand vermutlich nur drei Millionen Jahre nach der Geburt des Sonnensystems. In detaillierten Computersimulationen fanden die Forscher heraus, dass Phoebe ursprünglich sehr viel poröser als heute war. Dann brachte die Zerfallswärme des Isotops Aluminium-26 ihr Inneres zum Schmelzen, ließ die Hohlräume einstürzen und erwärmte das Planetesimal bis auf mehr als 100 Grad Celsius. Aluminium-26 war in der Frühzeit unseres Sonnensystems ein häufiges Isotop, das auch bei der Entstehung anderer Himmelskörper eine wichtige Rolle spielte. Die Erwärmung des Himmelskörpers hielt für mehrere zehn Millionen Jahre an, bevor auch das Innere vollständig abkühlte. Die Temperaturen waren sogar so hoch, dass in dieser Zeit flüssiges Wasser im Inneren des Mondes existieren konnte.

Die Astronomen kombinierten Messdaten der Cassini-Sonde mit neuen Simulationen und konnten so genauer als bisher ergründen, welche Prozesse Phoebe in der Vergangenheit gestalteten. Monde vergleichbarer Größe sind meist eher unregelmäßig geformt und nicht so rund wie Phoebe. Durch die Aufwärmung in ihrer Vergangenheit erhielt sie jedoch ihre nahezu perfekt kugelsymmetrische Form. Auch die Vielzahl der heute noch sichtbaren Einschläge konnte sie dann nicht mehr umformen. Um dies zu verifizieren, ließen die Forscher im Computermodell Meteoriten auf den jungen Mond regnen. Auch nach dem Einschlagsszenario behielt Phoebe ihre runde Form bei.

Mehrere hundert Millionen Jahre nach ihrer Entstehung im äußeren Sonnensystem driftete Phoebe weiter ins Innere des Sonnensystems und wurde dann vom Planeten Saturn durch dessen Gravitation eingefangen.