EPIMETHEUS
Kleiner Mond mit Überraschungen
von Ulrich Knittel
für astronews.com
29. August 2005

Die Sonde Cassini, die seit Juli 2004 den Saturn umkreist, sendet immer neue Bilder von bislang praktisch unbekannten Welten zur Erde. Ende Juni und im Juli machte Cassini Aufnahmen von Epimetheus, einem merkwürdigen Mond, dessen Dichte geringer ist, als die von Eis. Mit dem Saturnmond Janus bildet Epimetheus zudem ein kurioses Duo.

Der Saturnmond Epimetheus. Foto: NASA / JPL / Space Science Institute

Saturn besitzt über 30 Monde, und die kleineren wurden von den Voyager-Sonden bei ihren kurzen Vorbeiflügen kaum untersucht. Daher ist über diese Monde des Ringplaneten noch wenig bekannt. Doch das beginnt sich zu ändern: Am 30. Juni und 14. Juli dieses Jahres machte die Saturn-Sonde Cassini Fotos des Saturn-Mondes Epimetheus.

Epimetheus ist unregelmäßig geformt und hat einen mittleren Durchmesser von nur wenig mehr als einhundert Kilometern. Er umkreist den Saturn in einer Entfernung von etwa 151.000 Kilometern zwischen den F- und G-Ringen. Die Fotos zeigen einen weitgehend grau gefärbten, kraterübersäten Himmelskörper. Der größte auf den Bildern sichtbare Krater, Hilairea, hat einen Durchmesser von rund 33 Kilometern. Die große Kraterdichte lässt darauf schließen, dass die Oberfläche des Mondes mehrere Milliarden Jahre alt ist. Da die Formen der größeren Krater recht "weich" sind, müssen diese schon im Frühstadium der Entwicklung dieses Mondes entstanden sein.

Die Dichte des Mondes beträgt nur 0,63 Gramm pro Kubikzentimeter, also deutlich weniger, als die von Wassereis. Da es kein Material mit solch einer geringen Dichte gibt, das als Baustein von Monden bekannt ist, wird angenommen, dass der Mond zumindert teilweise porös ist. Aber wie sollten solche Poren entstehen? Die wohl wahrscheinlichste Interpretation ist, dass Epimetheus – ähnlich wie manche Asteroiden –ein "fliegender Schutthaufen" ist, der aus den verschiedensten Komponenten besteht. Da die Gravitation auf einem so kleinen Himmelskörper nur äußerst gering ist, besteht für diese Bruchstücke kein Zwang, näher aneinander zu rücken. Da der Albedo von Epimetheus mit 80 Prozent (man findet unterschiedliche Angaben zwischen 50 und 80 Prozent) sehr hoch ist, dürfte Eis auf jeden Fall ein wichtiger Bestandteil des Mondes sein.

Epimetheus weist noch eine andere Besonderheit auf: Er umkreist Saturn in praktisch dem gleichen Orbit wie Janus; daher wurde die Existenz dieses Mondes auch erst rund 14 Jahre nach seiner Entdeckung durch die Bilder der Raumsonde Voyager 1 bestätigt. Im Dezember 1966 fanden nämlich die Astronomen Audouin Dollfus und Richard L. Walker die Monde. Vermutlich fand Dollfus Janus und Walker Epimetheus. Da man aber damals nicht wusste, dass es sich um zwei Monde handelte, stellte es sich als schwierig - wenn nicht sogar unmöglich - heraus, die Umlaufbahn des Mondes zu bestimmen. Erst 1978 konnten zwei Astronomen der Universität von Arizona zeigen, dass sich die Daten gut erklären lassen, wenn man annimmt, dass es sich um zwei Monde handelt.

Die Radien der Umlaufbahnen von Epimetheus und Janus unterscheiden sich allerdings um rund 50 Kilometer, wodurch es zu einem interessanten Phänomen kommt: Durch den geringen Unterschied der Orbit-Radien umkreist einer der Monde den Saturn etwas schneller und holt dadurch den voraus laufenden Mond langsam ein. Wenn sich der schnellere Mond dem langsameren Mond ausreichend genähert hat, kann er diesen nicht überholen, weil die Durchmesser der Monde größer sind als der Abstand zwischen ihnen! Daher gibt der schnellere Mond dem langsameren einen Teil seines Bahnimpulses ab; der langsamere Mond wird nun der schnellere. Die Monde tauschen ihre Bahnen. So gelingt es den Monden nie einander zu überholen.

Wie diese Bahnen zustande gekommen sind, ist gegenwärtig ungeklärt, aber es scheint möglich, dass die Monde einmal einen einzigen Mond bildeten, der durch eine Kollision zerbrach. Für eine solche Entwicklung spricht auch die geringe Dichte des Mondes (die von Janus ist kaum größer, als die von Epimetheus), die der eines Trümmerhaufens aus Eis- und Gesteinsbruchstücken entspricht. Mehr werden wir vielleicht im Dezember 2007 erfahren, wenn sich Cassini Epimetheus bis auf 6.000 Kilometer Entfernung nähern wird, um ihm - hoffentlich - weitere Geheimnisse zu entlocken.