Gibt es auch verborgene Ozeane auf den Monden des Uranus?

Größenvergleich zwischen Uranus (l) und seinen größten Monden. Copyright: Gemeinfrei
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Größenvergleich zwischen Uranus (l) und seinen größten Monden. Copyright: Gemeinfrei

Größenvergleich zwischen Uranus (l) und seinen größten Monden.
Copyright: Gemeinfrei

Cambridge (USA) – Dass einige der Monde der Gasriesen Jupiter und Saturn unter ihren kilometerdicken Eisdecken Ozeane flüssigen Wassers verbergen, ist bekannt. Eine aktuelle Studie hat nun untersucht, ob es solche verborgenen und potenziell lebensfreundlichen Ozeane auch auf den Monden des Planeten Uranus geben könnte.

Wie das Team um Benjamin Weiss vom Massachusetts Institute of Technology (MIT) auf dem Jahrestreffen der American Geophysical Union (AGU) und im EOS-Journal der AGU (DOI: 10.1029/2020EO152056) berichtete, haben sie eine Methode entwickelt, wie zukünftige Missionen ins Uranus-System nach auf den dortigen Monden verborgenen Ozeanen flüssigen Wassers suchen könnten.

„Der Nachweis verbogener Ozeane unter den Eisdecken der Jupiter- und Saturnmonde Europa und Enceladus wirft auch die Frage nach anderen potenziell lebensfreundlichen Umgebungen im Sonnensystem auf“, so die Forschenden in ihrer Pressemitteilung.

Hintergrund
Mit einer durchschnittlichen Sonnenentfernung von 2,9 Milliarden Kilometern ist Uranus von der Sonne aus der siebte Planet im Sonnensystem und zählt zu den Eisriesen. Er wurde 1781 von Wilhelm Herschel entdeckt und ist nach dem griechischen Himmelsgott Uranos benannt.

Der Planet wird von mindestens 27 Monden umkreist, fünf davon – Titania, Oberon, Umbriel, Ariel und Miranda – sind besonders groß. Beim Vorbeiflug der Sonde „Voyager 2“ zeigte sich, dass diese fünf Monde aus Eis und Fels bestehen und stark von Einschlagskraters übersäht sind. Einige der Aufnahmen zeigen auch Strukturen, die auf Kryovulkanismus schließen lassen. Derartige Eisschlammvulkane könnten von unterirdischen Ozeanen gespeist werden, wie sie schon zuvor u.a. auf Enceladus dokumentiert werden konnten.

Voyagers Blick auf den Uranus-Mond Titania. Copyright: NASA/JPL

Voyagers Blick auf den Uranus-Mond Titania.
Copyright: NASA/JPL

Um herauszufinden, ob zukünftige Raumsonden eindeutig feststellen könnten, ob es auf den Uranus-Monden verborgenen Meere gibt, haben die Forschenden berechnet, wie stark das Magnetfeld des Planeten auf einen solchen Mond-Ozean auswirken würde.

Hintergrund
Wenn ein Mond einen Planeten umkreist, zu zieht auch das Magnetfeld des Planeten an diesem Mond und hält ihn auf einer Umlaufbahn. Dieser Zug des magnetischen Feldes erzeugt elektrische Ströme, die ihre eigenen Magnetfelder erzeugen können, sogenannte induzierte Magnetfelder. Ein solches induziertes Magnetfeld könnte durch eine Schicht einer elektrisch leitenden Flüssigkeit erzeugt werden – etwa einem verborgenen Ozean.

„Wenn es also flüssiges Wasser gibt und dieses Wasser annähernd so salzhaltig ist wie die das Wasser der irdischen Ozeane, dann könnte es leitend sein, die Ströme könnten also durch diese Ozeane hindurchfließen“, erläutert Weiss. Ein induziertes Magnetfeld auf einem dieser Monde würde also ganz anders aussehen als das Magnetfeld des Uranus und könnte dadurch mit entsprechenden Messinstrumenten als solches erkannt werden.

Schon 1998 haben Wissenschaftler diese Methode verwendet, um die verborgenen Ozeane auf den Jupitermonden Europa und Callisto zu bestätigen. Das indizierte Magnetfeld Europas war 220 Nanotesla stark, das von Callisto 40.

Statt derzeit eine Sonde direkt zum Uranus zu schicken, hat das Team um Weiss theoretische Modelle des Magnetfeldes des Uranus erstellt, um so mögliche induzierte Magnetfelder seiner fünf größten Monde zu simulieren. Demnach könnte der Mond Miranda mit 300 Nanotesla das stärkste induzierte Magnetfeld im Uranus-System besitzen. Auch Ariel, Umbriel und Titania sollten – so verborgene Ozeane existieren – induzierte Magnetfelder besitzen, die stark genug sind, um sie mit Instrumenten an Bord einer Sonde detektieren zu können.

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Allerdings gehen die beteiligten Wissenschaftler und Wissenschaftlerinnen davon aus, dass eventuell vorhandene Ozeane auf Uranus‘ Monden aufgrund der kälteren Temperaturen auch unter deutlich dickeren Eispanzern verborgen wären. Schwer vorstellbar also, dass sie mit derzeit vorhandenen Technologien direkt beprobt werden könnten.




Tatsächlich haben weder die NASA noch andere Raumfahrtbehörden und -Agenturen derzeit Pläne auf Lager, das Uranus-System mit Sonden näher zu erkunden. Allerdings entscheidet die NASA im kommenden Jahr über die Umsetzung der „Trident“-Mission, mit der der Neptun erforscht werden soll und auf deren Weg auch Uranus sozusagen im Vorbeiflug erkundet werden könnte. Um jedoch die induzierten Magnetfeld-Signaturen der Uranus-Monde zu orten, müsste eine Sonde sehr dicht am Uranus vorbeifliegen.

Quelle: EOS

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