Dienstag, 24. Mai 2011

Abgestürztes Rings-System: Astrophysiker erklären Ursprung des äquatorialen Bergrücken auf Saturnmond Iapetus

Nahaufnahme des mysteriösen Bergrückens entlang des Äquators des Saturnmondes Iapteus | Copyright: NASA/JPL/Space Science Institute

Boulder/ USA - Lange Zeit galt die Herkunft des markanten Bergrückens, der sich über den Äquator des Saturnmonds Iapteus zieht, als rätselhaft. Jetzt glauben US-Astrophysiker, dass es sich bei dem äquatorialen Bergrücken um die Reste eines Ringsystems handelt, das den Mond einst ähnlich wie den Saturn umkreist haben und schlussendlich auf den Mond gestürzt sein soll.

Eigentlich deutet ein entsprechender Bergrücken auf Kräfte hin, wie sie sich in dieser Form durch eine schnelle Rotation eines Himmelskörpers auf diesen auswirken. Iapetus jedoch rotiert hierfür viel zu langsam - genauer gesagt benötigt der Yin-und-Yang-artig gefärbte Eismond (...wir berichteten) 79 Tage, um sich einmal um seine eigene Achse zu drehen.

Wie Harold Levison und Kollegen vom "Southwest Research Institute" vorab auf "arxiv.org" berichten, haben sie eine Erklärung für den äquatorialen Bergrücken gefunden. Demnach soll sich der Mond in seiner frühen Geschichte mit einer Rotationsrate von nur 16 Stunden sehr viel schneller gedreht haben als heute und so die Bulge erzeugt haben.

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Zu dieser Zeit, so die Theorie der Forscher weiter, soll der Mond dann mit einem anderen großen Mond des Saturns zusammengestoßen sein, wobei gewaltige Mengen an Trümmern in eine Umlaufbahn um den Mond geschleudert wurden.

Um die hierbei wirkenden Kräfte und ihre Ergebnisse zu verstehen, muss man einige Facetten der Umlaufdynamik kennen: So ist bekannt, dass Trümmer eine bestimmte Entfernung - den sogenannten Roche-Radius - von einem Schwerkraftobjekt erreichen müssen, um sich selbst zu einem festen Körper, etwa einem Mond, zusammenfinden zu können. Alle Trümmerteile, die den Hauptkörper in geringerem Abstand umkreisen, werden zwangsläufig von dessen Gravitationskräften derart auseinandergerissen sodass eine Zusammenballung verhindert wird.

Levison und Kollegen glauben nun also, dass das ein Teil des bei dem angenommenen Zusammenstoßes entstandenen Trümmermaterials den Roche-Radius erreicht und sich hier zu einem neuen Mond zusammengefunden hatte, der in der Folge sich dann jedoch von Iapetus entfernte. "Es war dieser Verlust seines Satelliten, der die Rotation von Iapetus dramatisch abgebremst hatte, während der frostige Mond seine Form und damit seinen einst durch die schnelle Rotation entstandenen Bergrücken beibehielt", so die Forscher.

Die beiden unterschiedlich gefärbten Seiten des Saturnmonds Iapetus. Ebenfalls erkennbar ist der äquatoriale Bergrücken | Copyright: NASA/JPL/Space Science Institute

Die Trümmerteile innerhalb des Roche-Radius' jedoch konnten sich nicht zu einem neuen Körper zusammenfinden und bildeten stattdessen - so die Theorie der Astrophysiker - ein jedoch instabiles Ringsystem um den Mond, welches sich zusehends seinem Mond wieder annäherte. "Bei dem Bergrücken, wie wir ihn heute sehen, handelt es sich demnach um die Reste dieses einstigen Ringsystems, die sich auf der Oberfläche von Iapteus abgesetzt haben."

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