Bern – Pasta-Phänomene im All: Einige der inneren Saturnmonde haben recht exzentrische Formen. Atlas und Pan etwa sehen wie Ravioli im Supersize-Format (30 bzw. 20 Kilometer Durchmesser) aus, Prometheus wiederum ähnelt einem über 100 Kilometer langen Spätzle. Wie die kleinen Monde zu ihren "nudeligen" Formen gekommen sind – und das ganz ohne Einflussnahme des Fliegenden Spaghettimonsters –, berichtet nun die Universität Bern.
Martin Rubin, Astrophysiker an der Uni Bern, war von den Nahaufnahmen der Cassini-Raumsonde aus dem Jahr 2017 zunächst verblüfft. Er begann über den möglichen Ursprung der seltsam geformten Monde nachzudenken und fragte seinen Kollegen Martin Jutzi, ob sie das Ergebnis von Kollisionen sein könnten. Jutzi hatte schon früher mit Computersimulationen gezeigt, dass der Komet Tschuri auf diese Weise geformt wurde.
Nachgerechnet
Jutzi und Adrien Leleu, beide Mitglieder des Nationalen Forschungsschwerpunkts PlanetS, nahmen die Herausforderung an, den Entstehungsprozess der kleinen, inneren Saturnmonde zu berechnen. Die ersten, einfachen Tests funktionierten gut. "Aber dann berücksichtigten wir die Gezeitenkräfte, und die Probleme häuften sich", erinnert sich Leleu.
"Die Bedingungen in der Nähe von Saturn sind sehr speziell", sagt Jutzi. Saturn hat 95 Mal mehr Masse hat als die Erde. Zudem umkreisen die inneren Monde den Planeten in einer Entfernung von weniger als der Hälfte der Distanz zwischen Erde und Mond. Deshalb sind dort die Gezeiten enorm und ziehen fast alles auseinander. Eine allmähliche Anhäufung von Material um einen Kern wie bei einer normalen Mondentwicklung hätte niemals Objekte mit diesen eigenartigen Formen hervorgebracht. Schon früher schlugen Forscher daher als alternatives Entstehungsmodell eine Reihe von Fusionen kleinerer Minimonde vor.
Nachdem die Forscher ihre anfänglichen Probleme gelöst hatten, konnten sie dieses Modell verifizieren, und noch mehr: Sie zeigten, dass die Kollisionen der Minimonde zu genau solchen Formen führen würden, wie sie auf den Bildern von Cassini zu sehen sind. Nahezu frontale Zusammenstöße ergeben abgeflachte, ravioliartige Objekte wie Atlas und Pan. Kollisionen mit etwas schrägeren Aufprallwinkeln führen zu länglichen, spätzleartigen Formen wie bei Prometheus, den Cassini ebenfalls fotografiert hat.
Das Modell zeigte auch, dass der Aufprallwinkel klein sein musste: "Ist der Aufprallwinkel größer als zehn Grad, sind die resultierenden Formen nicht mehr stabil", sagt Leleu. Und dafür ist das Saturnsystem mit seinem übermächtigen Gasriesen keine geeignete Umgebung: Ein entenförmiges Objekt wie der Komet Tschuri würde wegen der Gezeiten des Saturns auseinanderfallen. "Deshalb sehen die kleinen Saturnmonde ganz anders aus als Kometen, die oft eine zweiteilige Form haben", sagt Jutzi. (red, 22. 5. 2018)