Der Saturnmond Titan hat eine undurchdringliche Methanatmosphäre. Wissenschaftler erklären Geheimnisse des „Methanzyklus“ auf Titan - ein Cousin des Wasserkreislaufs der Erde.
Die lange Suche nach flüssigen Methanseen auf dem großen Saturnmond Titan, die vor Jahrzehnten im Auge astronomischer Theoretiker begann und 2007 mit der Bestätigung der tatsächlichen Methanseen durch die Cassini-Sonde ihren Höhepunkt fand, hat sich inzwischen zu verschiedenen Computermodellen ausgeweitet mit dem Ziel, die Seen zu erklären. Ein neues Computermodell des California Institute of Technology (Caltech) legt nahe, dass einfache Erklärungen des „Methanzyklus“ von Titan (ein entfernter Verwandter des Wasserkreislaufs der Erde) am besten sind. Das Modell erklärt verschiedene rätselhafte Merkmale der Seen und Stürme des Titans mithilfe von Mechanismen, die an die gewöhnlichen natürlichen Vorgänge hier auf der Erde erinnern.
Bild von Titan, aufgenommen während des Abstiegs der Sonde Huygens im Jahr 2005 während des erfolgreichen Abstiegs auf Titan. Es zeigt Hügel und topografische Merkmale, die einer Küstenlinie und Entwässerungsrinnen ähneln. Kein Bild mit höherer Auflösung verfügbar, aber ... stimmig, ja? Kredit: ESA / en: NASA / Univ. von Arizona
Titan - mit seiner undurchdringlichen Methanatmosphäre - ist neben der Erde der einzige Ort im Sonnensystem, an dem sich große Flüssigkeitskörper auf der Oberfläche befinden.
Diese Wissenschaftler sagen, dass ihr Modell zum einen die richtige Verteilung der Seen auf dem Titan erzeugt. Methan sammelt sich tendenziell in Seen rund um die Pole an, so das Modell, weil das Sonnenlicht dort im Durchschnitt schwächer ist - genau wie auf der Erde. Energie aus der Sonne verdampft normalerweise flüssiges Methan auf der Titanoberfläche. Da die Pole jedoch im Allgemeinen weniger Sonnenlicht abgeben, kann sich flüssiges Methan dort leichter in Seen ansammeln.
Cassini-Radarbild (links) von Ligeia Mare im Vergleich zum Lake Superior (rechts). Bildnachweis: Wikimedia Commons
Außerdem gibt es mehr Seen auf der Nordhalbkugel von Titan. Das Team weist darauf hin, dass die Umlaufbahn des Saturns um die Sonne leicht verlängert ist, sodass der Titan im Sommer auf der nördlichen Mondhalbkugel weiter von der Sonne entfernt ist. Fügen Sie hinzu, dass ein Planet langsamer umkreist, je weiter er von der Sonne entfernt ist, was dazu führt, dass der Nordsommer des Titans länger ist als der Südsommer. Der Sommer ist die Regenzeit in den Polarregionen von Titan, wenn Methanregen fällt, sodass die Regenzeit in der nördlichen Hemisphäre des Mondes länger ist. Währenddessen ist der Methanregen in der südlichen Hemisphäre von Titan im Sommer intensiver, da sich Titan zu diesem Zeitpunkt näher an der Sonne befindet. Daher ist das Sonnenlicht intensiver und löst intensivere Niederschläge aus. Die Intensität der Niederschläge auf der südlichen Hemisphäre kann jedoch nicht mit der Langlebigkeit der Regenzeit auf der nördlichen Hemisphäre mithalten. Insgesamt fällt im Norden im Laufe eines Jahres mehr Regen, der mehr Seen füllt.
Wolken in der Nähe des Titanenäquators Bildnachweis: NASA / JPL / SSI
Ein weiterer Erfolg des Computermodells liegt laut Hersteller darin, dass es die mysteriösen Anzeichen des Regenabflusses in den unteren Breiten und in der Äquatorregion von Titan erklärt. Diese Regionen auf Titan können Jahre ohne Regentropfen auskommen, heißt es. Es war daher eine Überraschung, als die Huygens-Sonde im Jahr 2005 Hinweise auf ein Abfließen von Regen im Gelände der unteren Breiten von Titan sah - und im Jahr 2009, als andere Forscher (ebenfalls bei CalTech) Stürme in diesem vermeintlich schmerzlosen Gebiet entdeckten.
Niemand hat wirklich verstanden, wie diese Stürme entstanden sind, aber das neue CalTech-Modell konnte in der Zeit der Frühlings- und Herbst-Tagundnachtgleiche von Titan heftige Regengüsse auslösen - genug Flüssigkeit, um die Art von Kanälen herauszuschneiden, die Huygens fand. Die Forscher erklärten:
In niedrigen Breiten regnet es sehr selten, aber wenn es regnet, gießt es.
Schließlich erklären die CalTech-Wissenschaftler anhand ihres Modells ein weiteres Rätsel in Bezug auf Titan - Wolken, die in den letzten zehn Jahren im Sommer auf der südlichen Hemisphäre von Titan beobachtet wurden und sich in den südlichen mittleren und hohen Breiten sammeln.
Titan. Bildnachweis: NASA / JPL / Space Science Institute
Sie sagen, dass ihr Modell nicht nur erfolgreich das reproduziert, was Wissenschaftler bereits auf Titan gesehen haben, sondern auch vorhersagen kann, was Wissenschaftler in den nächsten Jahren sehen werden. Basierend auf den Simulationen sagen die Forscher beispielsweise voraus, dass die wechselnden Jahreszeiten auf dem Saturnmond in den nächsten 15 Jahren zu einem Anstieg des Titansee-Niveaus auf der Nordhalbkugel führen werden. Die Wissenschaftler sagen auch voraus, dass sich in den nächsten zwei Jahren Wolken um den Nordpol der Titan bilden werden.
Diese Wissenschaftler sagen, dass sie überprüfbare Vorhersagen treffen.
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Fazit: Titan ist der gefrorene größte Mond des Planeten Saturn. Seine durchschnittliche Oberflächentemperatur beträgt -300 Grad Fahrenheit und sein Durchmesser nur etwas weniger als die Hälfte der Erdtemperatur. Es hat Methanwolken und -nebel, Methanregenstürme und viele Seen mit flüssigem Methan. CalTech-Astronomen haben diese Woche (4. Januar 2011) ein neues Computermodell angekündigt, das die Stürme und Seen auf dem Titan erklärt.