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Die Erde hat einen einzigen Mond – das Resultat einer Katastrophe. Andere Planeten in unserem Sonnensystem, nämlich die grossen Gasplaneten, haben dutzende von Trabanten. Nicht weniger als 67 Monde umkreisen den Jupiter, der Saturn kommt immerhin auf 62 Satelliten. Und auch der Uranus mit 27 und der Neptun mit 13 Monden drehen ihre Runden im All nicht allein.
Unter diesen vielen Monden hat es einige, die sich mit überraschenden Eigenschaften hervortun. Hier sind die elf merkwürdigsten Exemplare:
Amalthea ist der dritte und grösste der vier kleinen inneren Monde des Gasgiganten Jupiter. Der nach der Nymphe Amaltheia benannte Trabant ist unregelmässig wie eine Kartoffel geformt: Der grösste Durchmesser beträgt 250 km, der kleinste nur 128 km – kein anderer Mond unseres Sonnensystems weist eine solch grosse Differenz auf.
Seit seiner Entdeckung 1892 gilt Amalthea als rötester Himmelskörper im Sonnensystem – diese Ehre war zuvor dem Planeten Mars zugekommen. Verantwortlich für die auffällige Färbung ist vermutlich ein anderer Jupitermond, nämlich Io. Die zahlreichen Vulkane auf Io schleudern Schwefelstaub ins All, den Amalthea dann aufsammelt.
Der kleine Mond ist arg zerklüftet: Zahllose Krater überziehen seine Oberfläche, manche davon sind riesig. Gaea zum Beispiel misst 75 km im Durchmesser und ist vermutlich 16 km tief. Das macht ihn zum – im Verhältnis zu seinem Himmelskörper – grössten bekannten Krater im Sonnensystem.
Miranda, 1948 entdeckt, ist einer der 27 heute bekannten Uranusmonde und wie die meisten von ihnen nach einer Shakespeare-Figur benannt. Der Trabant hat einen Durchmesser von knapp 500 km; seine Oberfläche ist etwa so gross wie Frankreich, Österreich, die Schweiz und Slowenien zusammen. Mirandas Oberfläche ist stark zerklüftet und von einem Netz von Canyons durchzogen. Einige der Schluchten sind zwölfmal so tief wie der Grand Canyon. Liesse man dort einen Stein herunterfallen, würde der Fall – auch aufgrund der geringen Schwerebeschleunigung – zehn Minuten dauern.
Eine mittlerweile überholte Theorie erklärt die starke Zerklüftung des Mondes damit, dass er in seiner Geschichte mindestens einmal auseinandergerissen wurde. Die Bruchstücke kamen dann wieder zusammen und formten einen neuen Mond. Heute geht man davon aus, dass es die Bahnresonanz mit anderen Uranusmonden war, die Mirandas Umlaufbahn exzentrischer machte und den Trabanten den starken Gezeitenkräften von Uranus aussetzte. Dies wiederum heizte das Innere des Mondes auf, der zu 80 Prozent aus Wassereis besteht, und löste tektonische Verwerfungen aus.
Der nach dem Titanen Hyperion – einem Bruder des Kronos (römisch Saturn) – benannte Mond ist mit einem mittleren Durchmesser von 270 km der grösste Körper im Sonnensystem, der nicht kugelförmig, sondern stark unregelmässig ist. Ab einer bestimmten Grösse werden Himmelskörper nämlich durch ihre eigene Schwerkraft in Kugelform gepresst.
Der 1848 entdeckte, vornehmlich aus Eis und wenig Fels bestehende Saturnmond weist nur eine geringe Dichte auf, da er extrem porös ist – er ähnelt einem gigantischen Badeschwamm. Hyperion ist so leicht, dass er auf Wasser schwimmen würde. Seine Rotation ist chaotisch; sowohl seine Rotationsachse wie auch die Rotationsgeschwindigkeit schwanken völlig unvorhersehbar.
Der 1789 entdeckte zweitinnerste der grossen Saturnmonde fällt sofort ins Auge: Er ist rundum schneeweiss. Das liegt daran, dass seine Oberfläche aus sauberem Eis besteht. Aus diesem Grund reflektiert Enceladus nicht weniger als 99 Prozent des einfallenden Lichts – das ist die höchste Albedo (Rückstrahlvermögen) im gesamten Sonnensystem.
Die blendend weisse Oberfläche ist die Folge eines Phänomens, das nur bei sehr tiefen Temperaturen unter -150° C stattfindet: Auf Enceladus gibt es Kryovulkane (Eisvulkane); Geysire, die Wasserdampf, organische Chemikalien und Eispartikel aus dem Inneren des Mondes ausspeien. In der eisigen Kälte wird aus dem Wasser Schnee, der sich auf der Oberfläche ablagert. Die Geysire sind vornehmlich im Südpolargebiet aktiv. Der Wasserdampf, den sie ausspeien, erzeugt eine dünne Atmosphäre, die über dem Südpol etwas dichter ist. Damit ist der Enceladus der kleinste Mond, der noch eine Atmosphäre halten kann.
Doch der mit einem Durchmesser von rund 500 km sechstgrösste der 62 bekannten Satelliten des Saturn hat noch mehr Überraschungen zu bieten: Unter seinem Eispanzer schwappt ein Ozean aus flüssigem Wasser. Das unterirdische Meer, das allerdings nicht so viel Wasser enthält wie vermutlich jenes des Jupitermondes Europa, umspannt den ganzen Mond. Dies elektrisiert Astrobiologen, die auf der Suche nach ausserirdischem Leben sind: Neben reichlich Wasser sind auf Enceladus nämlich auch Wärme und organische Chemikalien vorhanden – Ingredienzien für die Entwicklung von Leben.
Sein Durchmesser von 1470 km macht ihn zum drittgrössten Saturnmond. Doch Iapetus, 1671 entdeckt und nach einem Bruder des Titanen Saturn benannt, ist aus einem anderen Grund speziell: Er hat gewissermassen zwei Gesichter. Die führende (in Bewegungsrichtung vordere) Hemisphäre ist so dunkel wie Russ, während die nachfolgende Halbkugel mit einer Albedo von 50 Prozent zwölfmal heller ist; etwa so hell wie alter Schnee. Damit weist Iapetus den grössten Helligkeitsunterschied aller Himmelskörper im Sonnensystem auf.
Eine weitere Besonderheit des Saturnmondes, der nahezu vollständig aus Eis besteht, ist seine Form: Er hat etwas von einer gigantischen gefrorenen Baumnuss, da er am Äquator deutlich dicker ist als an den Polen. Verstärkt wird dieser Eindruck durch eine merkwürdige Bergkette, die den Mond am Äquator umspannt. Dieses äquatoriale Gebirgsband kann sich bis zu 20 km hoch erheben.
Der drittgrösste Mond im gesamten Sonnensystem ist mit seinem Durchmesser von 4821 km nur ein kleines bisschen kleiner als der Planet Merkur (dessen Durchmesser beträgt 4878 km). Der Jupiter-Trabant, der wie die anderen drei Galileischen Monde 1610 entdeckt wurde, ist ein Eismond, aber seine Oberfläche erscheint eher dunkel. Die niedrige Albedo (Rückstrahlvermögen) von nur 20 Prozent verdankt sich dem Umstand, dass Kallisto im Laufe der Jahrmilliarden viel Staub und Gesteinsbrocken aus dem All eingefangen hat, die sich im Eis ablagerten. Der Schmutz straft den Namen des Mondes Lügen: Kallisto, nach einer Nymphe benannt, die Zeus (römisch Jupiter) betörte, bedeutet nämlich «die Schönste».
Kallisto ist über und über mit Kratern bedeckt – es ist kein anderer Himmelskörper im Sonnensystem bekannt, der eine solche Zahl und Dichte von Einschlagskratern besitzt. Dafür gibt es auf dem Mond keine grösseren Gebirgszüge, vermutlich weil die Oberfläche aus Wassereis mit geringem Gesteinsanteil besteht. Die grosse Zahl der Krater ist auch ein Indiz dafür, dass die Mondoberfläche sich seit rund vier Milliarden Jahren kaum verändert hat.
Titan ist ein Gigant von einem Mond: Sein Durchmesser beträgt 5150 km; mehr als jener des Planeten Merkur. Er allein vereinigt 95 Prozent der Gesamtmasse aller 62 bekannten Saturnmonde auf sich. Lange galt der 1655 entdeckte Titan als der grösste Mond überhaupt, bis sich 1980 herausstellte, dass der Jupitermond Ganymed (Durchmesser 5268 km) noch etwas grösser ist. Grund dafür ist die dichte Atmosphäre, die Titan grösser erscheinen lässt, als er ist.
In der Tat ist Titan der einzige Mond mit einer dichten und dicken Gashülle. Sie ist sogar fünfmal dichter und dicker (500 km gegenüber 100 km auf der Erde) als die irdische. Der Druck beträgt am Boden 1500 hPA gegenüber 1050 hPa auf der Erde. Diese dichte Atmosphäre würde es zusammen mit der geringen Schwerkraft – sie ist kleiner als die unseres Mondes – ermöglichen, mit einem angeschnallten Flügel-Paar herumzufliegen.
Obwohl der Titan der erdähnlichste Himmelskörper im Sonnensystem ist, wäre ein Aufenthalt dort nicht gerade angenehm. Die Luft besteht zu 90 Prozent aus Stickstoff, dazu kommen 5 Prozent Methan. Sauerstoff und CO2 hingegen fehlen.
Der Himmel ist von einer dichten Wolkendecke aus Methan bedeckt. Daraus regnet flüssiges Methan ab, in 1 cm grossen Tropfen, und bildet Methan-Seen und -Flüsse. Wasser gibt es möglicherweise in einem unterirdischen Ozean unter der 80 km dicken Eiskruste.
Dieser kleine Satellit des Saturn wurde erst 1980 entdeckt. Kein Wunder – sein mittlerer Durchmesser beträgt nur gerade 20 km. Atlas kreist am äusseren Rand des A-Rings um den Saturn; für einen Umlauf benötigt er nur gut 14 Stunden. Der Saturnmond hat nur eine geringe Dichte und ist vermutlich ziemlich porös.
Früher nahm man an, dass Atlas ein sogenannter «Schäfermond» ist, der die Aussenkante des A-Rings von Saturn stabilisiert und «sauber» hält, indem er kleine Objekte aufsammelt oder in den Ring zurückdrängt. Wenn er nach neusten Erkenntnissen auch kein solcher Schäfermond ist, so fällt er zumindest durch seine spezielle Form auf: Atlas sieht aus wie eine fliegende Untertasse.
Der 1846 entdeckte grösste Mond des Neptun ist nach dem Meeresgott Triton, einem Sohn des Poseidon (römisch Neptun) benannt. Er besteht vermutlich zu etwa drei Vierteln aus Gestein, der Rest ist Eis. Im Sonnensystem ist er mit seinem Durchmesser von 2707 km der siebtgrösste Mond.
Da sich seine Kruste aus Eis und gefrorenem Ammoniak und Methan zusammensetzt, reflektiert sie 70 bis 80 Prozent des einfallenden Lichts. Es ist daher ziemlich kühl auf Triton: Auf seiner Oberfläche herrscht eine Temperatur von ungemütlichen -235 °C, das sind nur 38 Grad über dem absoluten Nullpunkt. Der Neptun-Trabant ist damit der Mond im Sonnensystem mit der niedrigsten Oberflächentemperatur.
Triton ist der einzige irreguläre grosse Mond: Er umkreist seinen Planeten auf einer retrograden Umlaufbahn, das heisst, entgegen der Rotationsrichtung des Neptun. Das ist, zusammen mit seiner relativ hohen Dichte, ein Indiz dafür, dass er nicht mit dem Neptun zusammen entstanden ist, sondern von diesem eingefangen wurde.
Durch die rückläufige Bahn, die bei Monden dieser Grösse einzigartig ist, entstehen Gezeitenkräfte zwischen Neptun und seinem grössten Trabanten, die Triton laufend Energie entziehen. Damit nimmt seine Entfernung zum Neptun ab. Vermutlich wird er in rund 100 Millionen Jahren so nah an den Gasriesen herankommen, dass er auseinanderbricht und mit seinen Bruchstücken ein Ringsystem bildet.
Von den vielen Monden des Ringplaneten Saturn stechen Janus und Epimetheus besonders heraus: Die beiden kleinen Trabanten umkreisen den Gasriesen auf fast identischen Umlaufbahnen – die äussere ist nur gerade 50 km weiter vom Saturn entfernt als die innere. Alle vier Jahre kommen die beiden einander nahe – und müssten eigentlich kollidieren. Das tun sie jedoch nicht, sondern tauschen durch die gegenseitige Anziehungskraft ihre Umlaufbahnen.
Der Mond, dessen Bahn näher am Saturn verläuft, bewegt sich jeweils etwas schneller als derjenige auf der äusseren Bahn und holt diesen daher nach vier Jahren ein. Kurz vor der Kollision wirkt sich jedoch die Anziehungskraft des äusseren Trabanten aus und drückt den inneren Mond auf eine etwas höhere, äussere Umlaufbahn – was diesen abbremst. Zugleich verliert der äussere Mond etwas Drehimpuls und gelangt so auf eine nähere, innere Bahn, wodurch er beschleunigt wird – der Rollentausch ist perfekt. Vier Jahre später findet er erneut statt, jedoch umgekehrt. Janus, der etwas massereicher als Epimetheus ist, verändert seine Bahn dabei etwas weniger als sein kleineres Gegenstück.
Io, benannt nach einer Geliebten des Zeus (römisch Jupiter), ist der innerste und drittgrösste der vier Galileischen Monde. Dieses Mond-Quartett wurde schon 1610 von Galileo Galilei entdeckt; es sind mit Abstand die grössten Satelliten des Jupiter. Mit einem Durchmesser von 3643 km ist Io etwas grösser als der Erdmond.
Was Io aber vor allem auszeichnet, ist sein extremer Vulkanismus. Kein anderer Himmelskörper im Sonnensystem ist vulkanisch derart aktiv – auf Io gibt es rund 300 Vulkane. Ihre Eruptionen, die nur von einer geringen Schwerkraft und von keiner Atmosphäre gebremst werden, schleudern Lava bis zu 500 km weit ins All hinaus.
Das Innere des Mondes ist heiss und aktiv, da er durch die Schwerkraft von Jupiter und der benachbarten Monde regelrecht durchgeknetet wird. Die Gezeitenkräfte sind so enorm, dass die Oberfläche sich jeweils um 100 m hebt und senkt. Sie weist aufgrund der Vulkanausbrüche und tektonischen Aktivität keine Einschlagskrater auf – dafür gibt es Calderen (Vulkankrater) und Schwefelseen. Diese in diversen Gelbtönen leuchtenden Schwefelseen verleihen Io das Aussehen einer mit verschiedenen Käsesorten belegten Pizza. Riechen möchte man die allerdings wohl lieber nicht ...