News | 24.02.2012 | Drucken | Teilen

Planetenmond

Titan - eine Welt mit Charakter

Die Nordpolarregion von Titan

Der Saturnmond Titan gehört zu den faszinierendsten Begleitern des Ringplaneten Saturn, da er als einziger Mond des Sonnensystems von einer dichten Atmosphäre mit ausgeprägtem Wettergeschehen umgeben ist. Er ähnelt damit eher einem Planeten als einem klassischen Planetentrabanten. Titan ist eines der zentralen Studienobjekte der Raumsonde Cassini, die seit rund acht Jahren Saturn, seine Ringe und Monde aus der Nähe erkundet. Kürzlich wurden neue Ergebnisse über Titan in einer Sonderausgabe der Fachzeitschrift "Planetary and Space Science" vorgestellt.

Die Nordpolarregion von Titan
  Die Nordpolarregion von Titan
Da die Rotationachse Saturns um 27 Grad gegen seine Umlaufebene geneigt ist, zeigt der Planet ausgeprägte Jahreszeiten im 30 Erdjahre langen Saturnjahr. Seine überwiegend in der Äquatorebene befindlichen Monde sind diesem Einfluss ebenfalls unterworfen. Sie wirken sich auch auf das Wettergeschehen Titans aus. Die Daten von Cassini belegen den Einfluss der Jahreszeiten auf das Verhalten der Wolkendecke über dem Nordpol des Mondes. Ein Forscherteam um Stéphane Le Mouélic von der Universität Nantes verwendete Daten des abbildenden Infrarotspektrometers VIMS, um die Änderungen in der Wolkendecke zu dokumentieren. Sie besteht überwiegend aus kondensiertem Methan (CH4) und lag bei Ankunft der Sonde im Juli 2004 noch im ständigen Dunkel der Polarnacht. Erst Ende 2006 hatten sich die Beleuchtungsverhältnisse auf Titan so weit verändert, dass auch die Region um den Nordpol gut zu sehen war. Zu dieser Zeit bedeckte die Wolkendecke die gesamte Nordhalbkugel bis hinunter zu einer Breite von 55 Grad. Drei Jahre später gab es in der Wolkendecke bereits so viele Löcher, dass VIMS im nahen Infraroten bis auf die feste Oberfläche herunterblicken konnte. Dabei konnten erstmals die großen Seen und Meere aus flüssigem Methan abgelichtet werden, die zuvor bereits mit Radarbeobachtungen der Cassini-Sonde entdeckt worden waren. Im sichtbaren Licht verhindert eine dichte Dunstschicht jeglichen Blick auf die Oberfläche. Die Forscher sind nun gespannt auf die weitere Entwicklung des Wettergeschehens. In den letzten drei Jahren umrundete Cassini Saturn in der Äquatorebene, so dass sich keine besonders guten Beobachtungsmöglichkeiten der Nordpolarregion mit VIMS ergaben. Im Jahr 2012 wird nun die Neigung der Umläufe wieder schrittweise erhöht.

Mit einem weiteren Infrarotspektrometer, dem Instrument CIRS, ermittelte ein Forscherteam um Valeria Cottini am Goddard Space Flight Center der NASA die Oberflächentemperaturen auf Titan. Im Schnitt liegt sie um 90 Kelvin, also -183 Grad Celsius. Es zeigte sich, dass die Temperatur im Laufe des 16 Tage langen Titantags geringfügig um anderthalb Grad am frühen Nachmittag anstieg. Es gibt also eines Tagesgang der Temperatur ähnlich wie auf der Erde, aber nicht so stark ausgeprägt.

Der innere Aufbau des Saturnmonds Titan
  Der innere Aufbau des Saturnmonds Titan
Aber nicht nur mit der Oberfläche und der Atmosphäre von Titan befassen sich die Planetenforscher, sie wollen auch Informationen über den inneren Aufbau des Himmelskörpers gewinnen, der mit einem Durchmesser von 5150 Kilometer größer ist als der Planet Merkur (4878 Kilometer). Dominic Fortes vom University College London verwendete Messdaten des Radiowellenexperiments von Cassini, bei dem die Bahnverläufe bei dichten Annäherungen an Titan vermessen werden. Ihre Arbeiten weisen darauf hin, dass Titan ähnlich wie die Erde differenziert ist, sich also in eine Kruste, einen Mantel und einen Kern aus dichterem Material gliedert. Wahrscheinlich enthält letzterer immer noch einen gewissen Anteil aus Hochdruckmodifikationen aus Wassereis, er besteht also nicht nur aus Silikatgestein. Eine andere Möglichkeit wäre, dass die silikatischen Minerale mit flüssigem Wasser chemisch reagiert haben und dabei so genanntes Kristallwasser eingebaut haben, das ihre Dichte reduziert. Ausschließen können die Forscher um Fortes aber die Anwesenheit eines Kerns aus metallischem Eisen. Sie vermuten, dass Titan niemals so heiß war, dass sich metallisches Eisen verflüssigte und in den Kernbereich absank.

© Sterne und Weltraum
Die Nordpolarregion von Titan

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Le Mouélic, S. et al. Dissipation of Titan's north polar cloud at northern spring equinox. In: Planetary and Space Science 60, S. 86 – 92, 2012.

Cottini, V. et al.: Spatial and temporal variations in Titan's surface temperatures from Cassini CIRS observations. In: Planetary and Space Science 60, S. 62 – 71, 2012.

Fortes, A.D.: Titan's internal structure and the evolutionary consequences. In: Planetary and Space Science 60, S. 10 – 17, 2012.

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