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Archiv verlassen und diese Seite im Standarddesign anzeigen : Iapetus: Tiefgefroren in seiner Jugendzeit



astronews.com Redaktion
18.07.2007, 14:10
Der Saturnmond Iapetus wurde offenbar in seiner Jugendzeit tiefgefroren und sieht deswegen heute noch genauso aus, wie vor über drei Milliarden Jahren. Das ist zumindest das Ergebnis von Untersuchungen, die helfen sollten, einige Eigentümlichkeiten dieses Trabanten zu erklären, wie etwa eine merkwürdige Wulst am Äquator des Mondes. (18. Juli 2007)

Weiterlesen... (http://www.astronews.com/news/artikel/2007/07/0707-025.shtml)

Mahananda
18.07.2007, 15:19
Hallo,

das kommt mir doch sehr merkwürdig vor. Bei schneller Rotation entsteht doch ein Rotationsellipsoid, und wenn das einfriert, müsste die Ellipsoidform erhalten bleiben, nicht aber ein scharf begrenzter Äquatorwulst geringer Breite. Außerdem ist es für mich nicht nachvollziehbar, weshalb der Wulst durch größere Impakte nicht zerstört wurde, wenn er tatsächlich so alt ist. Diesem Erklärungsansatz stehe ich sehr skeptisch gegenüber.

Viele Grüße!

Bynaus
18.07.2007, 15:43
Warum grössere Impakte? Iapetus befindet sich im äusseren Sonnensystem... Was den anderen "Kritikpunkt" angeht, da müsste man das Paper lesen...

Water
18.07.2007, 15:46
Hallo Mahananda,

Iapetus besteht fast vollständig aus Eis. Eis verhält sich unter Druck bzw. dem Einfluss der Gravitation plastisch. Ich denke das passt schon. Der Ellipsoid fließt im Laufe der Jahrmillionen unter seinem eigenen Gewicht langsam wieder zu den Polen hin.

Auf dem Foto ist zu erkennen, dass ein großer Impaktkrater (rechter Bildrand) Teile der Wulst zerstört hat.

Gruß Water

jonas
18.07.2007, 16:18
Mir macht ein anderer Gedanke Kopfzerbrechen, nämlich die Gezeitenreibung. Normalerweise hätte ich gedacht, dass ein so schnell rotierender Mond neben einem Gasriesen doch ordentlich durchgeknetet wird und daher nicht so ohne weiteres einfrieren sollte.

Erst wenn die Eigenrotation genügend abgebremst ist sollte das einfrieren beginnen. Dann aber hätte sich der Wulst vorher schon wieder legen müssen.

Bynaus
18.07.2007, 16:55
Iapetus ist extrem weit von Saturn entfernt (rund 3.5 Mio km) - Gezeitenreibung dürfte da kaum eine Rolle spielen.

Vergleich mit dem Effekt der Erde auf den Mond:

95 (Saturnmasse / Erdmasse) / 10 (Iapetusentfernung / Mondentfernung)^3 = 0.1. Das heisst, die Gezeiteneffekte der Erde auf dem Mond sind zehn mal grösser, als jene von Saturn auf Iapetus.

Mahananda
18.07.2007, 18:26
Hallo,

Ein weiterer Einwand: Die beiden genannten Isotope Al-26 und Fe-60 haben eine Halbwertszeit von jeweils nur wenigen Millionen Jahren. Da frage ich mich, wo nennenswerte Mengen dieser Isotope herkommen sollen. Sie müssten seit der Supernovaexplosion, die das protosolare Gas mit schwereren Elementen angereichert hat, längst zerfallen sein. Aber angenommen, die Entstehung der Sonne erfolgte nur wenige Hunderttausend Jahre nach der Supernova – die Elementeverteilung war doch weitgehend homogen, zumal in den äußeren Bereichen des Systems. Zu erwarten ist doch dann, dass auch bei den anderen Monden sowie Planeten ein proportionaler Anteil dieser Isotope vorhanden gewesen ist.

Bleiben wir im Saturnsystem, stellen wir fest, dass bei den anderen Monden keine derartigen „Absonderlichkeiten“ vorkommen. Lediglich bei Enceladus hat man einen „Kickstart“ durch Al-26 postuliert (ebenfalls von mir sehr skeptisch betrachtet). Warum aber kein „Kickstart“ bei den anderen Monden, die doch wegen ihrer größeren Masse (Tethys, Dione und Rhea) noch mehr kurzlebige Isotope enthalten haben müssen? Außerdem müsste bei Rhea der Einfluss des Titan verstärkend gewirkt haben, um geologische Prozesse auszulösen und über längere Zeiträume aufrecht zu erhalten. Was sehen wir aber auf Rhea? Eine einzige Kraterwüste ohne Anzeichen von Schmelzprozessen, Verwerfungen usw.

Und ausgerechnet Iapetus, der von den großen Monden am weitesten von Saturn entfernt ist, soll ohne nennenswerte gravitative Störeinflüsse geologisch aktiv geworden sein? Durch radioaktive Isotope, die es andernorts auch gegeben hat? Das glaube wer will, aber für mich ist das alles andere als plausibel.

Viele Grüße!

Bynaus
18.07.2007, 18:37
Al-26 kam wohl in allen Körpern des Sonnensystems vor (eben weil die Supernova der Bildung der ersten Kondensate vorausging, und zwar nur um eine sehr kurze Zeit). Bei Fe-60 ist es noch nicht so klar, nach einigen kam es nachträglich hinzu, nach anderen muss es schon immer da gewesen sein... Aber auf jeden Fall stimme ich dir zu, dass diese Isotope gleichmässig verteilt sein müssen.

Weder bei Iapetus noch bei Enceladus ist dies jedoch in Frage gestellt. Bei Enceladus geht es darum, eine genügend hohe anfängliche Wärme hinzubekommen, die dann durch die Gezeitenwärme nur noch "erhalten" werden muss. Bei Iapetus spielt, so wie ich das verstanden habe, die schnelle Rotation eine wichtigere Rolle als das Al-26. Alle Körper dieser Grösse waren in der Frühzeit des Sonnensystems "geologisch aktiv".

Toni
18.07.2007, 22:46
Hallo zusammen,

mir will diese Erklärung der "Cassini-Projektwissenschaftler am Jet Propulsion Laboratory" auch nicht so recht einleuchten. :(

Bei schneller Rotation entsteht doch ein Rotationsellipsoid, und wenn das einfriert, müsste die Ellipsoidform erhalten bleiben, nicht aber ein scharf begrenzter Äquatorwulst geringer Breite. Das sehe ich genauso.
Wie kann denn solch ein äquatoriales "Gebirge" überhaupt entstehen?? Die Erklärung der "Cassini-Projektwissenschaftler am Jet Propulsion Laboratory" will mir irgendwie nicht gefallen. Mir kommt es dagegen eher so vor, als ob Japetus (so die deutsche Schreibweise :o ) nach einer warmen Anfangsphase recht schnell auskühlte, sich dabei eine dünne Kruste um ihn herum bildete, diese aber im Äquatorbereich noch etwas weich war, sein Kern durch die Auskühlung schrumpfte und dadurch die bereits erstarrten Halbkugelschalen der Nord- und der Südhemisphäre die noch weichere Äquatorzone zusammenquetschten. Dadurch entstand die merkwürdige Walnussform von Japetus und das äquatoriale Gebirge. Spätere Einschläge, wie der auf dem Foto rechts zu sehende, vernichteten dann Teile dieses Gebirges wieder.

Nach dieser meiner Vorstellung der Bildung von Japetus' Aussehen braucht man nicht einmal unbedingt eine hohe Rotation, obgleich diese sehr wohl existiert haben könnte, dann aber durch Ereignisse wie dem Einschlag stark gebremst wurde.


Außerdem ist es für mich nicht nachvollziehbar, weshalb der Wulst durch größere Impakte nicht zerstört wurde, wenn er tatsächlich so alt ist. Dieser größere Impakt muss, wie ich eben schrieb, bereits eine Weile nach der Abkühlung geschehen sein.

Walnussartige Grüße von
Toni

Mahananda
19.07.2007, 10:46
Alle Körper dieser Grösse waren in der Frühzeit des Sonnensystems "geologisch aktiv".

Ja schon, aber wenn bei Enceladus das Al-26 ausgereicht haben soll, einen "Kickstart" hinzulegen, der sich bis in die Gegenwart erhalten hat, dann erscheint es mir zumindest eigenartig, dass bei den beiden nächstfolgenden Monden Tethys (6fache Enceladusmasse) und Dione (10fache Enceladusmasse) dieser "Kickstart" entweder ausblieb oder so schwach verlief, dass er sich nicht erhalten konnte, obwohl die Gezeitenkräfte hier immer noch sehr stark an den Mondkörpern zerren. Allenfalls auf Dione sind noch vergleichsweise deutliche Spuren geologischer Aktivität auszumachen. Das Ithaca-Chasma auf Tethys hingegen sieht durch nachfolgende Impakte schon sehr verwittert aus. Die Kraterwüste auf Rhea habe ich schon erwähnt. Hier deutet nichts auf einstmalige Aktivität hin, obwohl hier die 22fache Enceladusmasse vorliegt und Titan in Zusammenwirkung mit Saturn ebenfalls einiges an Gezeitenkräften auslöst. Weiterhin: Was soll denn die ominöse schnelle Rotation des Iapetus ausgelöst haben? Ein Impakt? Falls ja, dann ist die sehr schnelle Abbremsung, die einen Rotationswulst gewissermaßen schockgefrieren ließ, um so rätselhafter, um nicht zu sagen konstruierter.

Viele Grüße!

Joerschi
10.09.2007, 22:40
nach dem nahen Vorbeiflug an Iapetus liegen nun die ersten Rohbilder des Äquatorwulst vor:

http://www.raumfahrer.net/news/raumfahrt/10092007132944.shtml

Wirklich der Hammer. Dies dürfte die wissenschaftliche Diskussion über ihren Ursprung weiter vorantreiben und interessante Thesen hervorbringen...

Bynaus
10.09.2007, 23:04
Wow, wirklich ein cooles Bild. Der Rücken sieht wirklich mysteriös und ungewöhnlich aus...

Ich finde Iapetus ganz allgemein eine extrem spannende Welt, ich könnte mir gut vorstellen, dass sie dereinst als Ausgangsbasis für die bemannte Erforschung des Saturnsystems dienen könnte.

galileo2609
10.09.2007, 23:06
Wirklich beeindruckend! Aktuellen Nachschub an Bildern gibt es auf der CICLOPS-Seite (Cassini Imaging Central Laboratory for Operations) (http://ciclops.org/index.php?js=1).

Grüsse galileo2609

jonas
10.09.2007, 23:11
Das Bild ist wirklich beeindruckend. Gemessen an der Grösse seines Himmelskörpers dürfte der Wulst wohl Olympus Mons als beeindruckendste Erhebung im Sonnensystem den Rang ablaufen. :)

Joerschi
10.09.2007, 23:21
Als "Beeindruckendste" Erhebung ja, als "Höchste" aber leider nicht.
Und da soll mal einer sagen, dass nicht die Länge zählt :D

@ Bynanus: Warum denkst du, dass Iapetus als bemannter Ausgangsposten für das Saturnsystem am besten geeignet wäre? Wegen der relativ saturnfernen Umlaufbahn (verglichen mit den anderen Monden) bzw. der "leicht erreichbaren" Oberfläche (im Gegensatz zu Titan...)?

PS: Leider kann/konnte bei dem Vorbeiflug nicht der nördliche Einschlagskrater näher fotografiert werden...

Bynaus
11.09.2007, 09:46
Warum denkst du, dass Iapetus als bemannter Ausgangsposten für das Saturnsystem am besten geeignet wäre? Wegen der relativ saturnfernen Umlaufbahn (verglichen mit den anderen Monden) bzw. der "leicht erreichbaren" Oberfläche (im Gegensatz zu Titan...)?

Ja und ja. Die Umlaufbahn liegt nicht besonders tief in der "Gravitationsdelle" von Saturn, der Mond wäre also vergleichsweise einfach erreichbar. Möglicherweise könnten anfliegende Raumschiffe die Atmosphäre Titans zu einem Aerobraking in Richtung Iapetus nutzen. Und der Mond ist einfach an sich schon sehr faszinierend.

Mahananda
11.09.2007, 10:35
Hallo,

ist euch aufgefallen, dass der Äquatorwulst eine Deformation der Kruste ist und daher weder ein Faltengebirge noch ein abgestürzter Asteroidenring sein kann? Mir erscheint die These vom nahen Flyby an Titan immer noch plausibel, auch wenn sie einigen (oder den meisten) hier zu abenteuerlich ist. Immerhin könnte der Äquatorwulst ebenso wie die Herkunft des dunklen Materials damit erklärt werden. Beides wären dann Relikte dieses kurzfristigen Vorgangs.

Viele Grüße!

Bynaus
11.09.2007, 11:14
ist euch aufgefallen, dass der Äquatorwulst eine Deformation der Kruste ist und daher weder ein Faltengebirge noch ein abgestürzter Asteroidenring sein kann?

Ich bezweifle, dass man dies aus den Bildern schliessen kann. Warum kein Faltengebirge (wie grenzt du dieses genau von einer "Deformation der Krust", m.E. nichts anderes als ein Faltengebirge, ab?), warum kein abgestürzter Ring (ich stimme dir soweit zu, dass die Dichte und Kompetenz des Wulsts gleich gross zu sein scheint wie die restliche Kruste (basierend auf den ähnlichen Kratermorphologien) - aber das allein muss ja noch nicht dagegen sprechen, dass es sich hier um einen staubbedecken Trümmerwulst handelt)?


Immerhin könnte der Äquatorwulst ebenso wie die Herkunft des dunklen Materials damit erklärt werden.

Wie genau würde dann deiner Meinung nach ein naher Vorbeiflug an Titan den Äquatorwulst erzeugen?

Für die Herkunft des dunklen Materials habe ich letztlich eine interessante photochemische Erklärung (Verdampfung / Kondensation) gelesen, die auch erklärte, warum man das Phänomen nur bei Iapetus beobachtet. Ich such mal danach. Zudem hab ich jetzt die Sache mit dem "eingefrorenen" Iapetus, der früher schneller rotierte, besser verstanden: das bezog sich nämlich gar nicht auf den Wulst, sondern auf die merkwürdig abgeplattete Form des Mondes allgemein. Diese Erklärung aus dem Astronews-Artikel für den Wulst (= die Bergkette) scheint mir immer noch die plausibelste:


Nach Berechnungen der Wissenschaftler hat sich Iapetus ursprünglich in nur fünf bis 16 Stunden einmal um die eigene Achse gedreht. Durch die schnelle Drehung wurde der Mond im Äquatorbereich deutlich breiter, wodurch sich auch die gesamte Oberfläche des Mondes vergrößerte. Als nun die Eigendrehung des Mondes merklich abnahm, war die äußere Hülle von Iapetus bereits gefroren. Eine geringere Rotation bedeutet aber auch, das die Wulst kleiner werden sollte und damit auch die Mondoberfläche. Da diese aber nun gefroren war, sammelte sich das überschüssige Material in einer kleinen Bergkette am Äquator an.

Mahananda
11.09.2007, 23:15
Hallo Bynaus,


Warum kein Faltengebirge (wie grenzt du dieses genau von einer "Deformation der Krust", m.E. nichts anderes als ein Faltengebirge, ab?),

Nun ja, das war etwas ungenau formuliert. Ein Faltengebirge entsteht, wenn zwei Krustenplatten miteinander kollidieren. Das Resultat sind aufgewölbte und geborstene Strukturen, die sich bis zu einer gewissen Höhe auftürmen, wobei in der Regel mehrere parallel verlaufende Gebirgsketten entstehen. Außerdem haben Faltengebirge eher einen bogenförmigen Verlauf, statt schnurgerade wie auf Iapetus. Von daher schließe ich eine analoge Entstehung durch Plattenkollision auf Iapetus aus. Die Krustendeformation am Äquatorwulst muss daher auf anderen Ursachen beruhen.

Auffällig ist die scharfe Gratlinie am rechten Bildrand sowie die traktrixähnliche Gestalt des Hangs in beiden Fall-Linien. Beides zeigt mir, dass es sich hier nicht um eine Stauchung infolge eines Druckes handelt (wie es bei kollidierenden Platten zu erwarten wäre), sondern eher um eine nicht zum Abschluss gekommene Zugentlastung. Die Frage, die sich mir dann stellt, ist die nach der Ursache einer Zugkraft, die zudem genau am Äquator wirksam gewesen ist. Nach Lage der Dinge kommt für mich dafür das Wirken von Gezeitenkräften in Frage. Diese wiederum können nur durch einen hinreichend massereichen Körper hervorgerufen werden, der sich in geringem Abstand befindet.

Der nächstgelegene Körper ist Titan. Er hat etwa die 75fache Masse von Iapetus und könnte daher der verursachende Körper gewesen sein. Wenn sich – aus welchen Gründen auch immer – eine nahe Passage (oder auch mehrere) beider Körper ereignete, dürfte dies bei Iapetus zu dramatischeren Folgen geführt haben als bei Titan. Die starken Gezeitenkräfte würden insbesondere in den Iapetus-Gebieten, die die größte Nähe zur Titanoberfläche gehabt haben (also die Äquatorregion), zu Wärmefreisetzungen führen, die wiederum eine größere Plastizität des Eises bewirkt hätten (zum Aufschmelzen hätte es vielleicht nicht gereicht). Diese erhöhte Plastizität, verbunden mit den Gezeitenkräften führte zur begrenzten Deformation der äquatornahen Kruste in Gestalt einer traktrixförmigen Hangstruktur mit schmalem geradlinigem Grat. Nach dem erfolgten (letzten) Flyby setzte die Kompensationsbewegung ein, die jedoch nicht zum Abschluss kam, da die Gezeitenreibung ausblieb und das Eis wieder abkühlte, so dass die Plastizität verlorenging. Auf diese Weise wurde der Äquatorwulst konserviert.


Für die Herkunft des dunklen Materials habe ich letztlich eine interessante photochemische Erklärung (Verdampfung / Kondensation) gelesen, die auch erklärte, warum man das Phänomen nur bei Iapetus beobachtet. Ich such mal danach.

Das würde mich sehr interessieren. Auf spektroskopischem Weg konnte festgestellt werden, dass das dunkle Material den Tholinen in der Titanatmosphäre gleicht. Daher sehe ich da einen möglichen Zusammenhang.


Diese Erklärung aus dem Astronews-Artikel für den Wulst (= die Bergkette) scheint mir immer noch die plausibelste:

Die Fragen, die ich in Post #10 aufgeworfen habe, werden damit aber nicht beantwortet.

Viele Grüße!

Bynaus
12.09.2007, 01:30
Ein Faltengebirge entsteht, wenn zwei Krustenplatten miteinander kollidieren. Das Resultat sind aufgewölbte und geborstene Strukturen, die sich bis zu einer gewissen Höhe auftürmen, wobei in der Regel mehrere parallel verlaufende Gebirgsketten entstehen.

Das hängt stark vom totalen Betrag der Stauchung ab. Ist er nur sehr klein, (und gibt es darüber hinaus keine Erosion!), dann müssen keine geborstenen Strukturen und keine parallelen Ketten entstehen.


Außerdem haben Faltengebirge eher einen bogenförmigen Verlauf, statt schnurgerade wie auf Iapetus.

Die Bogenform bei Faltengebirgen auf der Erde wird durch die Form der sich ineinander verzahnenden Platten gebildet - auf Iapetus waren es jedoch einfach die zwei Hemisphärenplatten (die oberste Kruste), die sich im Zuge von Iapetus' verlangsamter Rotationsgeschwindigkeit gegeneinander drückten. Die Oberfläche eines schnell rotierenden Iapetus ist etwas grösser als jene eines langsam rotierenden - daher die Kollision am Äquator. Diese Erklärung finde ich äusserst einleuchtend.


Die Frage, die sich mir dann stellt, ist die nach der Ursache einer Zugkraft, die zudem genau am Äquator wirksam gewesen ist. Nach Lage der Dinge kommt für mich dafür das Wirken von Gezeitenkräften in Frage.

Das scheint mir sehr unplausibel: warum soll eine derart diffuse Kraft wie die Gezeitenkraft (bzw. die Gravitation) eine so "scharfe" Wirkung auf die Kruste von Iapetus haben? Der Gezeiten-Wasserberg, den der Mond um die Erde schleppt, ist auch über die ganze Erde verteilt und beschränkt sich nicht auf einen steil zugespitzten Wasserrücken am Äquator der Erde - natürlich auch dann nicht, wenn der Mond der Erde sehr viel näher wäre.


Die starken Gezeitenkräfte würden insbesondere in den Iapetus-Gebieten, die die größte Nähe zur Titanoberfläche gehabt haben (also die Äquatorregion), zu Wärmefreisetzungen führen, die wiederum eine größere Plastizität des Eises bewirkt hätten (zum Aufschmelzen hätte es vielleicht nicht gereicht). Diese erhöhte Plastizität, verbunden mit den Gezeitenkräften führte zur begrenzten Deformation der äquatornahen Kruste in Gestalt einer traktrixförmigen Hangstruktur mit schmalem geradlinigem Grat.

Du bist dir bewusst, dass es auf Iapetus zwei interessante morphologische Phänomene (die Farbe der Oberfläche eingerechnet, sind es sogar drei) gibt: erstens der Äquatorwulst, zweitens die Äquatorbergkette. Beide ziehen sich um den ganzen Planeten herum - wenn sie nur die Folge eines einzigen nahen Vorbeifluges waren, dann lässt sich diese Beobachtung damit nicht erklären. Zudem bezweifle ich, ob ein einziger kurzer Vorbeiflug reicht, um nennenswerte Veränderungen herbeizuführen.


Das würde mich sehr interessieren. Auf spektroskopischem Weg konnte festgestellt werden, dass das dunkle Material den Tholinen in der Titanatmosphäre gleicht.

Tholine sind im äusseren Sonnensystem weit verbreitet - sie sorgen auch für die rotverfärbung der Oberfläche von KBOs und SDOs wie z.B. Sedna. Das muss keine direkte Verbindung zu Titan haben, genausowenig wie Wasser auf dem Mars auf einen früheren Vorbeiflug an der Erde hindeutet.


Die Fragen, die ich in Post #10 aufgeworfen habe, werden damit aber nicht beantwortet.

So wie es jetzt aussieht, handelt es sich bei Enceladus' Geysiren wohl eher um eine Art Klathraten, die sich da dekomprimieren, und nicht um flüssiges Wasser. Damit fällt der Bedarf nach extra viel Al-26 für Enceladus weg.

Iapetus schnelle Rotation ist für ein KBO-ähnliches Objekt ohne grösseren Mond (ich denke, es ist zumindest bei Iapetus (erst recht bei Phoebe und wer weiss, vielleicht auch bei Hyperion) und seiner grossen Saturnentfernung zumindest denkbar, dass er ein eingefangenes KBO = Kuipergürtelobjekt ist) ziemlich typisch. Und ja, auch eine schnellere Rotation liesse sich, etwa durch einen Impakt erklären. 2003EL61 ist z.B. ein KBO mit einer Rotationszeit von 4 Stunden und den Dimensionen 2000 x 1500 x 1000 km sowie zwei Monden - ein solches Objekt dürfte wohl das Ergebnis einer solchen Kollision sein. Die Abbremsung der Rotation muss nicht einmal besonders schnell erfolgt sein: es reicht, dass die Kruste zu diesem Zeitpunkt bereits hart gefroren war - selbst, wenn die Abbremsung Jahrmilliarden dauerte, dann schiebt sich die Kruste letztlich eben doch zum Äquatorgebirge zusammen, und ohne neue Energiequelle bleibt auch der Äquatorwulst erhalten.

Orbit
12.09.2007, 15:41
Die Bilder sind atemberaubend! Ist ja stellenweise ein richtiger Dalamtiner, dieser Iapetus, oder ein Schwarzfleck-Rind. ;-)
Die Freiburger (Uechtland, CH) sollten sich eigentlich den Iapetus ins Kantonsbanner nähen.

ralfkannenberg
13.09.2007, 00:29
Ja, meine Frau ist auch total begeistert :)

Klasse !

Mahananda
13.09.2007, 17:32
Hallo Bynaus,


Das scheint mir sehr unplausibel: warum soll eine derart diffuse Kraft wie die Gezeitenkraft (bzw. die Gravitation) eine so "scharfe" Wirkung auf die Kruste von Iapetus haben? Der Gezeiten-Wasserberg, den der Mond um die Erde schleppt, ist auch über die ganze Erde verteilt und beschränkt sich nicht auf einen steil zugespitzten Wasserrücken am Äquator der Erde - natürlich auch dann nicht, wenn der Mond der Erde sehr viel näher wäre.

Bei der Erde liegen die Verhältnisse anders. Hier ist es eine sehr dünne Kruste auf einem dicken plastischen Mantel. Darum kann sich der gesamte Erdkörper verformen. Bei Iapetus hingegen hat sich nur die Äquatorregion aufgeheizt bzw. der Bereich, der plastisch verformbar wurde, beschränkte sich auf diese Region, daher erfolgte nur dort die Verformung. Wenn tatsächlich zwei starre Hemisphären gegen den „weichen“ Äquator gedrückt hätten, so dass das überschüssige Material hervorquoll, müssten Fließstrukturen erkennbar sein. Das Gebiet ist zwar stark verkratert, aber bei einem Ausfluss dieser Menge (immerhin bis zu 20 km hoch), würden die Ränder der Materialströme als charakteristische konvexe Hangneigungs-Strukturen erhalten bleiben. Nichts davon ist jedoch auf Iapetus auszumachen – im Gegenteil: Hier sind konkave Krustendeformationen zu erkennen, die auf Zugkraft mit nachfolgender Kompensation statt auf Druckkraft mit herausgedrücktem Material hindeuten. Als einzige Quelle für Zugkräfte kommt nur die Gravitation eines nahen und massereichen Körpers in Betracht.


Du bist dir bewusst, dass es auf Iapetus zwei interessante morphologische Phänomene (die Farbe der Oberfläche eingerechnet, sind es sogar drei) gibt: erstens der Äquatorwulst, zweitens die Äquatorbergkette. Beide ziehen sich um den ganzen Planeten herum - wenn sie nur die Folge eines einzigen nahen Vorbeifluges waren, dann lässt sich diese Beobachtung damit nicht erklären. Zudem bezweifle ich, ob ein einziger kurzer Vorbeiflug reicht, um nennenswerte Veränderungen herbeizuführen.

Der eigentliche Äquatorwulst, also die Krustendeformation mit z.T. aufgesetztem Gebirgszug, erstreckt sich nicht einmal um die Hälfte des Mondes, sondern beschränkt sich auf das Zentralgebiet der dunklen Cassini-Region. Die Äquatorbergkette schließt sich beiderseits des Äquatorwulstes bis zu den Rändern der Cassini-Region an und überschreitet diese um einige zehn Grad. In der hellen Region konnte das „Äquatorgebirge“ noch nicht lückenlos ausgemacht werden. Immerhin wird deutlich, dass zwischen Cassini-Region und Äquatorwulst möglicherweise ein Entstehungszusammenhang besteht, es sei denn, das Zusammenfallen von Region mit höchster Aufwölbung und Zentrum der Cassini-Region hat sich zufällig ergeben. Wie auch immer: Dass ein einzelner naher Vorbeiflug für diese Wirkungen nicht ausreichen könnte, mag sein. Vielleicht gab es mehrere, nicht ganz so nahe, die zunächst ein Aufheizen bewirkten, bis sich dann ein einziger sehr naher Flyby ereignete, der a) die Äquatorregion in der Cassini-Region verformte, b) Iapetus selbst in eine geneigte Außenbahn um Saturn beförderte und c) möglicherweise Tholine aus der oberen Titanatmosphäre auf die Iapetusoberfläche verbrachte.


Tholine sind im äusseren Sonnensystem weit verbreitet - sie sorgen auch für die rotverfärbung der Oberfläche von KBOs und SDOs wie z.B. Sedna. Das muss keine direkte Verbindung zu Titan haben, genausowenig wie Wasser auf dem Mars auf einen früheren Vorbeiflug an der Erde hindeutet.

Ja schon, aber alternativ wurde u.a. die Herkunft des dunklen Materials von Phoebe diskutiert, wo sich ebenfalls Tholine finden. Die spektroskopische Signatur des Phoebe-Materials ist jedoch anders als das der Titan-Tholine. Ich habe jetzt keinen Vergleich zur Signatur der Tholine anderer Himmelskörper wie z.B. Triton oder Pluto oder auch Sedna. Die Zusammensetzung der Tholine dürfte jedoch abhängig von der Konzentration und Komposition der verfügbaren Ausgangsmaterialien und der Strahlungsintensität der Sonne sein, so dass sich auf Titan z.T. andere C-N-Komplexe finden dürften als z.B. auf KBO’s. Von daher erscheint mir die nachgewiesene Identität des Iapetus-Materials mit Titan-Tholinen als Hinweis, dass die These eines nahen Flybys zumindest erwägenswert ist.


So wie es jetzt aussieht, handelt es sich bei Enceladus' Geysiren wohl eher um eine Art Klathraten, die sich da dekomprimieren, und nicht um flüssiges Wasser. Damit fällt der Bedarf nach extra viel Al-26 für Enceladus weg.

Das habe ich ohnehin nicht geglaubt. Die Klathrat-Hypothese hat den Mangel, dass sie die Effusion von molekularem Stickstoff nicht erklärt. Erwartet werden müsste ein nennenswerter Ammoniak-Ausstoß. Für Methan ist diese Hypothese allerdings plausibel. Ich denke, hier gibt es noch einige Überraschungen, auch was die merkwürdige Wärmequelle betrifft. Aber Enceladus ist ein anderes Thema …

Viele Grüße!

Bynaus
13.09.2007, 18:49
Bei Iapetus hingegen hat sich nur die Äquatorregion aufgeheizt bzw. der Bereich, der plastisch verformbar wurde, beschränkte sich auf diese Region

Warum sollte das so sein? Was hat denn die Äquatorregion so spezifisch aufgeheizt?


Wenn tatsächlich zwei starre Hemisphären gegen den „weichen“ Äquator gedrückt hätten, so dass das überschüssige Material hervorquoll

Der Äquator war nicht unbedingt weich: dort kollidierten einfach die beiden starren Krustenstücke und schoben sich ineinander, so dass sich die Erhebung bildete - wie ein Faltengebirge bei einer Kontinent-Kontinent-Kollision eben. Mit "hervorquellen" hat das nichts zu tun.


Der eigentliche Äquatorwulst, also die Krustendeformation mit z.T. aufgesetztem Gebirgszug, erstreckt sich nicht einmal um die Hälfte des Mondes, sondern beschränkt sich auf das Zentralgebiet der dunklen Cassini-Region.

Bist du dir sicher? Für die Bergkette hast du recht, ich erinnere mich. Aber der Wulst sollte den ganzen Planeten umfassen. Ich schau mir das mal noch genauer an.


Die Zusammensetzung der Tholine dürfte jedoch abhängig von der Konzentration und Komposition der verfügbaren Ausgangsmaterialien und der Strahlungsintensität der Sonne sein, so dass sich auf Titan z.T. andere C-N-Komplexe finden dürften als z.B. auf KBO’s. Von daher erscheint mir die nachgewiesene Identität des Iapetus-Materials mit Titan-Tholinen als Hinweis, dass die These eines nahen Flybys zumindest erwägenswert ist.

Im Rahmen deiner Argumentation kannst du die Tholine aber in dem Fall nicht benutzen, denn diejenigen auf Iapetus sind (fast) der gleichen Strahlung ausgesetzt wie jene auf Titan.

Ich mach mich mal auf die Suche nach diesen zwei Dingen: Eine Quelle für das Ausmass des Äquatorwulstes, sowie den Artikel mit der Photochemischen Erklärung für die Albedounterschiede. Ich meld mich wieder, wenn ich fündig geworden bin.

Mahananda
13.09.2007, 20:28
Hallo Bynaus,


Ich mach mich mal auf die Suche nach diesen zwei Dingen: Eine Quelle für das Ausmass des Äquatorwulstes, sowie den Artikel mit der Photochemischen Erklärung für die Albedounterschiede. Ich meld mich wieder, wenn ich fündig geworden bin.

Ja, dafür schon mal vielen Dank im Voraus.

Viele Grüße!

Bynaus
14.09.2007, 14:43
Hast du einen Uni-Zugriff auf Online-Publikationen? Den würdest du brauchen, um die Zugriff auf die unten verlinkten Publikationen zu verschaffen.

Zur Form von Iapetus habe ich nun einiges gefunden: der "Wulst" geht definitiv um den GANZEN Körper herum, das heisst, Iapetus ist tatsächlich ein Rotationsellipsoid, dessen Form zu einem Körper mit einer Rotationsperiode von 16 Stunden passt. Die Dimensionen dieses Rotationsellipsoiden betragen 747.4±3.1 x 712.4±2.0 km. Iapetus kann man also recht gut mit einer Baumnuss / Walnuss vergleichen: abgeflacht und mit einer Erhebung dem "Äquator" entlang.

http://www.sciencedirect.com/science?_ob=ArticleURL&_udi=B6WGF-4NDMNGC-4&_user=791130&_coverDate=04%2F04%2F2007&_rdoc=1&_fmt=&_orig=search&_sort=d&view=c&_acct=C000043379&_version=1&_urlVersion=0&_userid=791130&md5=f93e7bc729ebb550351c63173cdd9b4e
Kurzfassung (sollte auch ohne Uni-Zugriff zu lesen sein): http://www.sciencedirect.com/science?_ob=ArticleURL&_udi=B6WGF-4NDMNGC-4&_user=791130&_coverDate=04%2F04%2F2007&_alid=619603820&_rdoc=4&_fmt=summary&_orig=search&_cdi=6821&_sort=d&_docanchor=&view=c&_ct=59&_acct=C000043379&_version=1&_urlVersion=0&_userid=791130&md5=83b8482693d14b7e2ad0aa01d8f9458e

Das "Abbremse-und-Äquatorbergkette-Aufstau"-Paper selbst:

http://www.sciencedirect.com/science?_ob=ArticleURL&_udi=B6WGF-4NC4MCH-3&_user=791130&_coverDate=09%2F30%2F2007&_alid=619603820&_rdoc=1&_fmt=full&_orig=search&_cdi=6821&_sort=d&_docanchor=&view=c&_ct=59&_acct=C000043379&_version=1&_urlVersion=0&_userid=791130&md5=42adcf66b0894bad64874427ad77d461
Wieder die Kurzfassung: http://www.sciencedirect.com/science?_ob=ArticleURL&_udi=B6WGF-4NC4MCH-3&_user=791130&_coverDate=09%2F30%2F2007&_alid=619603820&_rdoc=1&_fmt=summary&_orig=search&_cdi=6821&_sort=d&_docanchor=&view=c&_ct=59&_acct=C000043379&_version=1&_urlVersion=0&_userid=791130&md5=450b0659a5b14308616162dde44d7f1a

Finde ich sehr überzeugend. :) Vor allem weil das Entstehungsalter von Iapetus, das aus dem Modell hervorgeht, ca. 4562 Mio Jahre beträgt, konstistent mit der Vorstellung, dass alle Objekte im Sonnensystem innerhalb der ersten 10 Mio Jahre des Sonnensystems (beginnend vor 4567 Mio Jahren) entstanden sind.

Zur Albedo-Asymetrie habe ich nur ein älteres Paper gefunden:
http://adsabs.harvard.edu/abs/1983Natur.303..782S

Hierzu suche ich noch etwas weiter.

Mahananda
15.09.2007, 16:01
Hallo Bynaus,

erst mal vielen Dank für deine Mühe. Uni-Zugang habe ich leider nicht, aber ich kenne jemanden, der mir die Paper runterladen kann. Dauert allerdings noch ein Weilchen. Einstweilen begnüge ich mich erst einmal mit den Abstracts.

Ich habe mir die Bilder von 2004/2005 noch einmal angeschaut, wo der Wulst lediglich in der Cassini-Region auszumachen ist (das berühmte "Walnuss"-Foto PIA 06166). In Richtung rechter Rand der Cassini-Region, dort wo sich der große Impakt befindet, flacht sich der Wulst ab und es sind dort nur noch ein paar Bergketten, die schließlich durch das Impaktbecken abgeschnitten werden. Von daher verwundert es mich etwas, dass der Wulst um den ganzen Mond herum geht - nicht weil es zur Rotationshypothese passt, sondern weil es auf den Bildern nicht auszumachen ist. Na gut, mal sehen, was die Lektüre ergibt ...

Viele Grüße!

Bynaus
15.09.2007, 16:25
Den Wulst solltest du von Auge auch nicht sehen können: der ist nichts anderes als die Überhöhung des Rotationsellipsoides gegenüber der perfekten Kugel! Der Unterschied beträgt, wie ich oben zitierte, ca. 30 km. DAS ist der Wulst, und der geht natürlich um den ganzen Planeten herum. Auch die Erde hat einen solchen "Wulst", auch hier beträgt der Unterschied zwischen Pol- und Äquatorradius ca. 30 km (bei sehr viel grösseren Radien...). Deshalb meinte ich, ob wir auch vom gleichen Wulst sprechen... Der Wulst bzw. die "Ausbauchung" des "gefrorenen" Iapetus-Rotationsellipsoiden ist etwas ganz anderes als die Bergkette, wesentlich unspektakulärer, irgendwo durch, und "von Auge" nicht auszumachen.

Ich kann dir die Artikel auch runterladen, schreib mir doch eine PN/Mail...

Mahananda
15.09.2007, 23:10
Hallo Bynaus,

wie es scheint, haben wir tatsächlich aneinander vorbeigeredet. Ich meinte die konkave Krustendeformation, die sich nur in der Cassini-Region ausmachen lässt. In der Zwischenzeit habe ich mir noch das Bild PIA 07660 angeschaut, dass einen zu PIA 06766 etwas versetzten Anblick bietet. Da ist am linken Bildrand KEINE Aufwölbung zu erkennen, sondern lediglich die Bergkette. Außerdem habe ich mich noch bei "Lunar and Planetary Science XXXVII" S. 1639 informiert (Artikel von P.C.Thomas u.a.) zur Gestalt der Eis-Satelliten Saturns. Dort werden für Iapetus diese Werte angegeben: a=747,1 km; b=749,0 km; c=712,6 km. Also recht deutlich ein Rotationsellipsoid entsprechend der Angaben, die du mitgeteilt hattest.

Wenn es stimmt, dass sich eine derart genaue Altersangabe machen lässt, dann spricht das natürlich sehr stark für die Rotationshypothese. Meine Argumentation bezog sich jedoch auf die konkave Aufwölbung, und da habe ich meine Zweifel, ob diese auf der Basis dieser Hypothese erklärbar ist bzw. ob diese Aufwölbung erst später entstanden ist, nachdem Iapetus bereits seine endgültige Ellipsoidform angenommen hatte und bereits ausgekühlt war. Auf dein Angebot zur Bereitstellung der Paper komme ich gern zurück und melde mich per PN noch einmal bei dir.

Viele Grüße!

Joerschi
18.09.2007, 19:38
Hallo an alle Iapetus-Fans!

Auf

http://www.raumfahrer.net/news/astronomie/17092007025157.shtml

findet ihr die neuesten Rohbilder des nahen Vorbeiflugs Cassinis an Iapetus.
Darunter eine kleine Animation vom Flug über den Äquatorwulst,
zwei ausgezeichnete, detailierte NAHAUFNAHMEN (mit Sicht auf kürzlichen Meteoritenaufschlag auf der schwarzen Oberfläche), eine "Heckansicht" der weißen Seite des Mondes (mit dem kolossalen Einschlagskrater) sowie ein aus Rohbildern zusammengesetzter Bildstreifen des äquatorialen Gebiets.
Die Nahaufnahmen sind natürlich echte "Hingucker" - als würde man selbst gerade mit dem Segelflugzeug über die 10 km hohen Berge fliegen...


Besondere Aufmerksamkeit verdient die Tatsache, das der gesamte Wulst (und Ränder) von Meteoriteneinschlägen übersät ist und an einigen Stellen nach Auffassung der Wissenschaftler durch massive Einschläge sogar "eingeebnet" wurde. Dabei ist unter der schwarzen Schicht deutlich das weiße Material erkennbar, welches sich auch auf der Keerseite des Mondes befindet.

Leider, leider wirds keinen 2. Vorbeiflug geben...

Orbit
18.09.2007, 20:16
Hallo Joerschi
Hab Dank, dass Du das Thema so gut betreust.
Die Idee, dass sich Iapetus sein schwarzes Gesicht beim Durchflug durch eine Wolke geholt hat, die aus eben diesem Material bestand, scheint sich durchzusetzen.
Herzliche Grüsse
Orbit

Joerschi
18.09.2007, 20:55
Scheint so.

Stünde dann "nur" noch die Frage im Raum, ob (und wenn ja - wie) die Schicht regelmäßig erneuert wird.

Auf den Bildern sind ja nur einige winzige, weiße Einschlagskrater zu sehen. Das bedeutet im Umkehrschluss, dass die Krater regelmäßig von neuem Material bedeckt werden müssen, da sonst wesentlich mehr (und größere) weiße "Einschlags-Flecken" sichtbar sein müssten.

Orbit
18.09.2007, 21:01
Genau.
Fliegt Iapetus regelmässig - wie wir mit der Erde jährlich je einmal durch die Perseiden und die Leoniden - durch eine solche Wolke? Die gälte es aber noch zu entdecken, oder?
Gruss Orbit

Joerschi
18.09.2007, 21:33
Die gälte es wirklich zu entdecken.

Und dies wirft dann natürlich weitere Fragen auf:
-> wie/wo/wann ist sie entstanden / erneuert sie sich?
-> Materialzusammensetzung
-> tritt sie periodisch in die Umlaufbahn Iapetus ein oder befindet sie
sich dort "starr" ?
-> warum zum Henker HAT sie noch keine entdeckt?
(-> besteht die "Gefahr", dass Cassini da durchfliegt) usw...

Gruß - Jörg

MoreInput
19.09.2007, 00:11
Hi Joerschi!

Danke für den Link. Ich wundere mich die ganze Zeit schon über dieses Bild:

http://saturn.jpl.nasa.gov/multimedia/images/image-details.cfm?imageID=2733

Ich hab erst mal einige Zeit gebraucht, bis ich dieses Bild verstanden hab.Zuerst dachte ich, die schwarzen Flecken wären die Spitzen von Hügeln. Erst nach mehrmaligen Hingucken hab ich entdeckt, dass die "Hügel" eigentlich Krater sind. Kraterillusion nennt sich das, glaube ich.
Dann lässt sich das Bild auch besser interpretieren. Die schwarzen Flecken müssen als "Tropfen" auf den "Nord-Ost" Hängen aufgeklascht sein. Und wieso genau in die Krater? Oder sind die Krater erst dann entstanden?

Oder hat jemand andere Interpretationen?

Schön sieht man auch den Kontrast zwischen Dunkel und Hell. Weiss wie Eis und Schwarz wie Tinte.

Bei diesem Bild http://photojournal.jpl.nasa.gov/jpeg/PIA08373.jpg kann ich dann gar nichts mehr erkennen.

Grüsse,
Stefan

Bynaus
19.09.2007, 10:01
Die Idee, dass sich Iapetus sein schwarzes Gesicht beim Durchflug durch eine Wolke geholt hat, die aus eben diesem Material bestand, scheint sich durchzusetzen.

Äh, woher hast du denn das? Ein Durchflug durch eine Wolke ist nämlich problematisch, denn man würde erwarten, dass dann exakt die Vorauseilende Hemisphäre von dem dunklen Material bedeckt ist. Tatsächlich jedoch greifen sowohl die weisse als auch die dunkle Hälfte in die jeweils andere Hemisphäre aus (die weisse über die Pole, die dunkle entlang des Äquators), ähnlich wie bei einem Tennisball.

Ich halte eine Evaporation/Kondensations-Lösung immer noch für viel wahrscheinlicher.

Orbit
19.09.2007, 12:35
Bynaus

Äh, woher hast du denn das?
Aus eben dem Artikel bei Raumfahrt. de, zu dem Joerschi verlinkt hat:

Iapetus könnte zum Beispiel mit seiner Bugseite voran durch eine Art "Wolke" - freilich von gigantischen Ausmaßen, nämlich größer als der Mond selbst - aus dem geheimnisvollen schwarzen Material geflogen sein.
Was Du hier in Frage stellst

Ein Durchflug durch eine Wolke ist nämlich problematisch, denn man würde erwarten, dass dann exakt die Vorauseilende Hemisphäre von dem dunklen Material bedeckt ist.
wird in besagtem Artikel genau so dargestellt. Hast Du den überhaupt gelesen, bevor Du zu dieser mir gegenüber ziemlich despektierlichen Antwort ansetztest?
Orbit

Bynaus
19.09.2007, 13:31
Hast Du den überhaupt gelesen, bevor Du zu dieser mir gegenüber ziemlich despektierlichen Antwort ansetztest?

Warum despektierlich? Falls es so rübergekommen ist, das war keine Absicht. Ich fragte mich nur, warum du jetzt sagst, "diese Ansicht setzt sich langsam durch", weil ich das Thema (allerdings mit anderen Quellen) ebenfalls verfolge und überhaupt nicht diesen Eindruck habe.

Ich habe mit meinem Beitrag lediglich aufgezeigt, warum dass diese "Wolke"-Theorie problematisch ist - dieses Problem wird von raumfahrer.net nämlich gar nicht erläutert.


Was Du hier in Frage stellst (...) wird in besagtem Artikel genau so dargestellt.

Raumfahrer.net ist eine Seite, deren Inhalte von interessierten Laien gestaltet werden. Als sakrosankt würde ich das, was dort steht, nicht behandeln.

Mahananda
19.09.2007, 13:56
Hallo,

Ein kurzer Nekrolog auf meine Hypothese

Nachdem mir Bynaus freundlicherweise das Paper zur Entstehung der Iapetus-Gestalt zukommen ließ und zugleich neues Bildmaterial der Cassini-Sonde zur Verfügung steht, muss ich wesentliche Teile meiner Hypothese fallenlassen. Ich hatte gemutmaßt, dass ein möglicher Zusammenhang zwischen der Entstehung des Äquatorwulsts und dem Vorhandensein des dunklen Materials in der Cassini-Region besteht. Neben der Begriffsverwirrung bezüglich des Äquatorwulstes (ich meinte die beiderseits des Gebirgskammes auftretenden konkaven Krustendeformationen, Bynaus hingegen die durch Zentrifugalkraft entstandene äquatoriale Ausbauchung des Rotationsellipsoids), ist es insbesondere die Art und Weise, wie das dunkle Material auf der Oberfläche aufliegt, die mich dazu veranlasst, mich zu revidieren.

Das Äquatorgebirge einschließlich der näheren Umgebung muss sehr alt sein. Dies belegen die hohe Kraterdichte in der Umgebung und z.T. auf dem Gebirge selbst. Wäre das Gebirge jüngeren Datums, müssten Kraterdeformationen bis hin zu Kraterauflösungen erkennbar sein. Auf den neuesten Nahaufnahmen sind derartige Deformationen jedoch nicht auszumachen. Damit steht fest, dass das Äquatorgebirge ein Relikt aus der Entstehungsphase von Iapetus ist. Weiterhin ist damit naheliegend, dass ein Zusammenhang mit dem Vorhandensein des Äquatorwulstes (des Rotationsellipsoids) besteht. Interessant ist hierbei das Vorhandensein von Bereichen des Gebirges, wo mehrere parallele Ketten anzutreffen sind. Dies unterstützt die These, dass hier Krustenteile sich aufeinander zu bewegt haben.

Das dunkle Material der Cassini-Region bedeckt sowohl größere wie auch kleinere Impakte beiderseits des Äquatorgebirges. Insbesondere auf dem Foto, dass an einen Dalmatiner-Hund erinnert, ist zu sehen, dass das dunkle Material in den Randbereichen der Cassini-Region nicht zentral in den Kraterböden aufliegt, sondern z.T. nur in Randbereichen der Kraterwände. Man ist versucht, diese Kraterwände als Luvseiten zu interpretieren. Dies spricht dafür, dass es sich hierbei um herangewehtes Material handelt, welches erst nach der Bombardement-Phase (Late-Heavy-Bombardement oder gar noch später) die Oberfläche des Iapetus erreichte.

Beide Befunde widersprechen sich. Es kann daher kein ursächlicher Zusammenhang zwischen der Entstehung des Äquatorgebirges und dem Auftreffen des dunklen Materials in der Cassini-Region bestehen. Meine Hypothese, es könnte durch eine nahe Passage des Iapetus an Titan zugleich das Äquatorgebirge entstanden und das dunkle Material auf dessen Oberfläche gelangt sein, kann ich daher nicht aufrechterhalten. Daher sei sie hiermit beerdigt. Möge sie in diesem Thread eine würdige Grabstätte finden.

In diesem Sinne …

Viele Grüße!

Mahananda
19.09.2007, 14:13
Kleiner Nachtrag: Den Nekrolog habe ich in Unkenntnis des Raumfahrer.net-Artikels verfasst. Es ist schon merkwürdig, dass ich z.T. fast genau dieselben Formulierungen gefunden habe wie der Verfasser des Artikels. Wie auch immer: Ich favorisiere die These, dass das dunkle Material herangeweht wurde. Und wenn sich herausstellen sollte, dass die Zusammensetzung tatsächlich den Titan-Tholinen entspricht, wie spektroskopische Untersuchungen nahelegen, dann ergibt sich die faszinierende Frage, wie sie dorthin gelangt sein könnten. Vielleicht ist an meiner Hypothese der nahen Titan-Passage ja doch etwas dran ...

Viele Grüße!

Bynaus
19.09.2007, 15:29
Ich favorisiere die These, dass das dunkle Material herangeweht wurde.

Um das klarzustellen: das vermute ich auch (soweit ich informiert bin, favorisiert man Impakte auf Phoebe als Quelle des dunklen Materials, das im übrigen auch Hyperion teilweise bedeckt). Es ist aber auch klar, dass dies nicht die ganze Erklärung sein kann: siehe die eben nicht hemisphärische Verteilung des dunklen Materials auf der Oberfläche.

Im Prinzip lässt sich das so erklären, dass dunklere Stellen auf dem Mond sich im Sonnenlicht stärker erhitzen. Dann verdampft an dieser Stelle das (helle) Eis eher und schlägt sich an einer anderen Stelle, wo die Oberfläche heller und damit kühler ist, nieder. Mit der Zeit verstärkt sich dieser Effekt, helle Flecken werden immer heller, dunkle immer dunkler. Dass sich an den Polen eine weisse Kappe bildet, ist naheliegend, denn dort fällt das Licht der Sonne flacher ein und damit ist es dort ohnehin kühler: ein Wassermolekül, das mitten in der Cassini-Region verdampft, wird sich wohl dort irgendwo wieder niederlassen. Auch das Ausgreifen der dunklen Region lässt sich erklären. Je dunkler nämlich die Cassini-Region wird, desto mehr verdampfen auch mal ab und zu die dunklen Partikel. An den Polen haben sie keine Chance, zu bestehen (weil es dort immer so kalt ist, dass das Eis auf jeden Fall dominiert), entlang des Äquators jedoch können sie sich langsam ausbreiten. Wartet man noch viele Jahrmilliarden, wäre Iapetus wohl dunkel um "den Bauch herum", und eisig hell an den Polen.

Water
20.09.2007, 14:36
Scheint so.

Stünde dann "nur" noch die Frage im Raum, ob (und wenn ja - wie) die Schicht regelmäßig erneuert wird.

Auf den Bildern sind ja nur einige winzige, weiße Einschlagskrater zu sehen. Das bedeutet im Umkehrschluss, dass die Krater regelmäßig von neuem Material bedeckt werden müssen, da sonst wesentlich mehr (und größere) weiße "Einschlags-Flecken" sichtbar sein müssten.

Warum "regelmäßig"? Wäre nicht auch "einmalig" denkbar?

Bei genauer Betrachtung der Fotos scheint mir einiges gegen die "Flug durch die Wolke" Theorie zu sprechen.
Auf diesem Foto http://www.raumfahrer.net/news/images/iapetus1009_trailingside_big.jpg ist der Rand des großen Einschlagkraters (im Bild-Südwesten) auf der falschen Seite mit dunklem Material bedeckt. Meines Erachtens nach müssten nämlich die gegenüberliegenden (links) Kraterwände schwarz sein. Gleiches ist auch an anderen Stellen zu beobachten, so z.B. auf Zwölf Uhr, d.h. im Bild-Norden sind mehrere relativ kleine Krater zu sehen auf denen das schwarze Material sich nicht da befindet wo man es nach der "Flug durch die Wolke" Theorie erwarten würde.
Oder unterliege ich hier einer optischen Täuschung?

Gruß Water

Joerschi
20.09.2007, 16:46
@ Water

Eine einmalige Einwirkung (in ferner Vergangenheit) des dunklen Materials würde ich eher verneinen. Wie schon gesagt, sonst würden größe Impakte aus den letzten xxx-Millionen Jahren durch weiße Krater deutlich sichtbar sein. Es sollte also ein Erneuerungsmechanismus existieren.

Die Geschichte mit den "auf-der-falschen-Seite-der-Kraterränder" abgelagertem Material ist auf jeden Fall interessant. Möglicherweise sorgt ein weiterer (aber zugleich nicht so schwerwiegender) Mechanismus dafür, dass ein wenig Material auch an anderen Stellen abgelagert wird. Da es sich nur um ganz wenig Material handelt, kann z.B. eine weitere potentielle (aber sehr kleine) Wolke für diesen Effekt sorgen.
Um mal wild zu spekulieren:
1. Vielleicht wurde Phoebe in verschiedenen Zeitabständen nicht nur von einem, sondern mehreren Projektilen getroffen. Da Phoebe eine relativ hohe Eigenrotation besitzt (9,5 h) könnte sich dadurch eine kleinere Impaktwolke an anderer Stelle gebildet haben. Die neuen Ablagerungen könnten z. B. daher stammen.
2. Die "große" exisitierende Quelle des dunklen Materials (sehen wir es der Einfachheit halber mal als Wolke an) könnte durch gravitative Einwirkungen einen Teil seiner Materie verloren haben, welche sich jetzt auf anderen "Bahnen" bewegt.
3. Übrigens würde ich bei einigen dieser angesprochenen Krater auch einen Schatten, der sich als dunkles Material "getarnt" hat, nicht vollkommen ausschließen. Ist auf den Bildern imo nicht 100%ig klar zu erkennen...

Viele Grüße
Joerschi

Bynaus
20.09.2007, 17:12
Ich habe auch das Gefühl, die dunklen Kraterwände würden durch Schatten gebildet.

Zu dieser Wolke: von einer "Wolke" zu sprechen ist irreführend, weil man sich dann ein begrenztes Objekt im All vorstellt. Besser wäre es, sich eine konstante, aber sehr flüchtige Scheibe von Teilchen vorzustellen, die von Phoebe aus konstant nachgefüllt wird. Die Teilchen in der Scheibe verlieren durch den Lichtdruck der Sonne (sog. Pointing-Robertson-Drag) an Bahnenergie und "spiralen" nach Innen. In Simulationen wird dabei etwa ein Drittel von Iapetus aufgenommen, ein Fünftel von Hyperion, der Rest landet auf Titan (weiter nach Innen kommen die Teilchen nicht, weil sie alle von Titan aufgenommen werden). So werden Iapetus und Hyperion langsam "besprayt", wobei sich auf Hyperion aufgrund dessen unregelmässiger Rotation keine bevorzugte Richtung (keine helle / dunkle Hemisphäre) ausgebildet hat (im Gegensatz zu Iapetus). Auf Iapetus (und auch auf Hyperion) spielen dann die von mir angesprochenen Konzentrations-Prozesse eine Rolle, um die dunklen / hellen Regionen in eine Form zu bringen, die man tatsächlich beobachtet.

Ich denke, mit diesem Modell (das nicht von mir stammt) lassen sich alle beobachteten Fakten konsistent erklären.

Mahananda
20.09.2007, 18:25
Hallo,

die Krater in der Umgebung des Bassins haben ebenfalls eine dunkle Bedeckung der Südseite. Die nördlichen Abhänge des Walls in Richtung Äquator weisen eine vergleichbare Bedeckung auf wie die Hänge im Innern des Bassins. Es sieht nicht nach Schattenwurf aus.

Im nordwestlichen Teil der Oberfläche befinden sich einige sehr schmale dunkle Streifen, die fast parallel zum Äquator verlaufen. Es ist schwer auszumachen, ob das tektonische Bruchlinien sind, die mit dem dunklen Material "zugeweht" worden sind, oder ob größere Brocken während des Anflugs zerbröselt sind und diese Linien gebildet haben.

An eine scheibenförmige Teilchenwolke habe ich auch schon gedacht. Merkwürdig nur, dass die Querung genau in der Äquatorebene stattgefunden hat. Iapetus und Phoebe haben völlig verschiedene Bahnneigungen, so dass hier ein seltener Zufall vorzuliegen scheint, wenn Phoebe tatsächlich die Quelle des dunklen Materials gewesen ist.

Viele Grüße!

Bynaus
20.09.2007, 19:41
Merkwürdig nur, dass die Querung genau in der Äquatorebene stattgefunden hat.

Sie findet immer noch statt - diese "Querung" ist kein Einzelereignis, sondern ein kontinuierlicher Prozess. Iapetus hat tatsächlich eine starke Bahnneigung. Trotzdem dürfte die Eigenbewegung der Teilchen gegenüber Iapetus so klein sein, dass es keine Rolle spielt - so wie die Schneeflocken aus dem Auto gesehen immer senkrechter von vorn kommen, je schneller es fährt, so kommen wohl auch die Teilchen von Phoebe praktisch "senkrecht" von vorn - man bedenke z.B., dass Phoebe Saturn rückläufig umkreist.

Mahananda
21.09.2007, 09:10
Hallo Bynaus,

von "vorn" kommen die Teilchen schon, aber müssten dann die "Niederschläge" nicht gleichmäßiger auf der führenden Hemisphäre verteilt sein, wenn es sich um einen kontinuierlichen Prozess handelt?

Viele Grüße!

Bynaus
21.09.2007, 10:15
Nicht, wenn du den Konzentrationsprozess durch Evaporation/Kondensation in Betracht ziehst, den ich beschrieben habe. Der führt dazu, dass der Mond immer "scheckig" bleiben wird, wobei die Vorderseite immer mehr "Schecken" als die Rückseite aufweisen wird.

Ich merke gerade, dass "senkrecht von vorn" keine besonders glücklich Formulierung ist. "waagrecht" wäre besser. Naja, immerhin hat man mich verstanden... ;)

Mahananda
21.09.2007, 16:53
Hallo Bynaus,

das bedeutet also, dass der Konzentrationsprozess schneller verlaufen muss als Material nachströmt, da sonst die Polregionen stärker "verschmutzt" wären als zu beobachten ist. Lässt sich die Geschwindigkeit beider Prozesse irgendwie abschätzen bzw. berechnen, um ggf. den Zeitpunkt des Einsetzens des Zustroms zu bestimmen? Auf den neuesten Bildern sind nur einige wenige kleine Impakte in der Cassini-Region auszumachen, die die dunkle Schicht durchschlagen haben, so dass diese Schicht allenfalls einige wenige Millionen Jahre alt sein kann. Auch die Ränder sind noch ziemlich scharf begrenzt, so dass der Konzentrationsprozess noch nicht lange wirksam gewesen sein kann. Gibt es dazu schon einige Erkenntnisse?

Viele Grüße!

Bynaus
21.09.2007, 17:26
Ich würde denken, dass Konzentrations- und Nachfüllprozess beide bis heute andauern. Aber du hast recht, der Konzentrationsprozess muss global schneller ablaufen als der Nachfüllprozess. In diesem Fall ist es natürlich auch nicht erstaunlich, dass das Produkt des Konzentrationsprozesses (nämlich z.B. die dunkle "Cassini Region") jung erscheint. Beide Prozesse sind aber sehr langsam - es könnte ja gut sein, dass dieser kleine Impakt erst wenige Jahrzehnte alt ist. Ich kann dir aber keine Angaben darüber machen, wie schnell dieser Konzentrationsprozess genau abläuft.

galileo2609
22.09.2007, 00:19
Mal für zwischendurch: Iapetus: 3D Equatorial Ridge (http://apod.nasa.gov/apod/ap070915.html) (3D-Brille erforderlich!)

Grüsse galileo2609

Joerschi
23.09.2007, 20:46
Interessantes Bild und gute Idee, Iapetus Oberfläche in 3D darzustellen.

Leider nur sehr schlechte Qualität, die 3D-Brille mag nicht wirklich lange auf der Nase verharren wollen :-) (wegen des "Geistes").
Ich habe daher grad mal selbst ein 3D-Bild vom Äquatorwulst gefertigt, weiß aber nicht, wie ich es direkt zum Anschauen hochladen kann. Geht sowas überhaupt?

Voyager 2
26.09.2007, 07:48
Hi,

Iapetus taut vllt. nicht mehr auf,weil er viel zuweit weg ist von der Erde

Bynaus
26.09.2007, 09:49
Von der Sonne meinst du. Ja, er taut nicht mehr auf, aber darum geht es hier ja nicht. Sondern darum, wie dieser Mond seine abgeflachte Form aus seiner "Jugendzeit" (als er noch maximal 16 Stunden für eine Rotation um die eigene Achse brauchte) beibehalten konnte.

Bynaus
09.10.2007, 10:07
Hier eine kleine Ergänzung zum Thema (erneute Erläuterung der Verdampfungs/Kondensations-Hypothese, welche die Farbverteilung auf Iapetus so schön erklärt), leider nur auf englisch:

http://space.newscientist.com/article/dn12751-sun-to-blame-for-mysterious-blemishes-on-saturn-moon.html

http://www.space.com/scienceastronomy/071008-cassini-iapetus.html