Dione (Mond)

Dione (Mond)

Dione
Dione-PIA07746.jpg
Dione, Mosaikbild der Raumsonde Cassini, aufgenommen am 11. Oktober 2005 beim bis dahin dichtesten Vorbeiflug der Sonde; Entfernung im Bereich von 27.180 bis 55.280 km
Zentralkörper Saturn
Eigenschaften des Orbits
Große Halbachse 377.420 km
Periapsis 376.580 km
Apoapsis 378.260 km
Exzentrizität 0,00223
Bahnneigung 0,02°
Umlaufzeit 2,737 d
Mittlere Orbitalgeschwindigkeit 10,03 km/s
Physikalische Eigenschaften
Albedo 0,55
Scheinbare Helligkeit 10,4 mag
Mittlerer Durchmesser (1123,4 ± 0.9)
1127,6 × 1122 × 1120,6[1] km
Masse 1,096 × 1021 kg
Oberfläche 3,93 Mio. km²
Mittlere Dichte (1,476 ± 0,004) g/cm³
Siderische Rotation 2,737 d
Achsneigung 0,006°
Fallbeschleunigung an der Oberfläche 0,22 m/s²
Fluchtgeschwindigkeit 512 m/s
Oberflächentemperatur 87 K
Entdeckung
Entdecker

Giovanni Domenico Cassini

Datum der Entdeckung 21. März 1684
Anmerkungen Extrem dünne Atmosphäre aus molekularem, ionisiertem Sauerstoff; einfach gebundene Rotation
Dione Earth Moon Comparison.png
Größenvergleich zwischen Dione (unten links), Erdmond (oben links) und Erde (maßstabsgerechte Fotomontage)

Dione (auch Saturn IV) ist einer der größeren Monde des Planeten Saturn. Sie ist ein Eismond und hat einen mittleren Durchmesser von 1118 km.

Entdeckung

Dione wurde am 21. März 1684 von Giovanni Domenico Cassini entdeckt.[2]

Benannt wurde der Mond nach der Titanin Dione, der Mutter der Aphrodite, aus der griechischen Mythologie. Der Name „Dione“ und weiterer sieben Saturnmonde wurde von Wilhelm Herschels Sohn, dem Astronomen John Herschel, in einer 1847 erschienenen Veröffentlichung „Results of Astronomical Observations made at the Cape of Good Hope“ vorgeschlagen.

Bahneigenschaften

Dione umkreist Saturn in einem mittleren Abstand von 377.420 km in 2,737 Tagen. Die Bahn weist eine Exzentrizität von 0,0022 auf und ist 0,02° gegenüber der Äquatorebene des Saturn geneigt.

Der Mond Helene kreist im selben Abstand um Saturn und läuft Dione in einem Winkelabstand von 60° im führenden Lagrangepunkt, L4 voraus. Im folgenden Lagrangepunkt L5 läuft der Mond Polydeuces Dione im Winkelabstand von 60° hinterher. Dione befindet sich in einer 2:1-Bahnresonanz mit dem Saturnmond Enceladus.

Dione rotiert in 65 Stunden und 41 Minuten um die eigene Achse und weist damit, wie der Erdmond, eine gebundene Rotation auf. Die Rotationsachse ist um 0,006° aus der Senkrechten geneigt.

Aufbau und physikalische Eigenschaften

Saturnmond Dione, aufgenommen von Cassini aus 39.000 km (11. Oktober 2005)

Sie ist überwiegend aus Wassereis zusammengesetzt. Mit 1,47 g/cm3 weist sie die viertgrößte Dichte aller Saturnmonde auf (übertroffen nur von Enceladus, Phoebe sowie von Titan, dessen Dichte durch gravitative Kompression erhöht wird).[3] In ihrem Innern müssen daher größere Anteile an dichterem Material vorhanden sein, etwa silikatisches Gestein. Ihre Albedo beträgt 0,55, das heißt 55 % des einfallenden Sonnenlichts werden reflektiert. Im Vergleich zu den Monden Tethys und Enceladus ist ihre Oberfläche relativ dunkel. Die Oberflächentemperatur beträgt −187 °C.

Untersuchungen durch die Raumsonde Cassini deuten darauf hin, dass Dione ähnlich wie Enceladus eine Schicht aus flüssigem Material unterhalb der Oberfläche haben könnte. Verbiegungen der Kruste unter der Gebirgskette Janiculum Dorsa zeugen von einer inneren Erwärmung in für astronomische Maßstäbe jüngerer Zeit.[4]

Oberfläche

Dione hat eine Oberfläche von 3,93 Mio. km², was ungefähr der doppelten Größe Mexikos oder der elffachen Größe Deutschlands entspricht. Dione gleicht in ihrer Zusammensetzung, Albedo und der Strukturen ihrer Oberfläche dem Saturnmond Rhea. Beide Monde weisen unterschiedliche Hemisphären auf.[5] Auf der folgenden Hemisphäre von Dione sind ein Netzwerk heller Streifen auf einer dunklen Oberfläche und Impaktkrater sichtbar. Die Streifen überdecken die Krater, was darauf hinweist, dass sie jüngeren Ursprungs sind. Die führende Hemisphäre ist stark verkratert und zeigt keine größeren Helligkeitsunterschiede. Der Ursprung des hellen Streifenmaterials ist nicht völlig geklärt. Es könnte aus Eruptionen entlang von Spalten und Rissen stammen und sich als dünne Ablagerung aus Eis oder Staub abgesetzt haben.

Krater und Gebirge

Nahaufnahme der Oberfläche von Dione

Einige (auch größere) Impaktkrater weisen Zentralberge auf, wie sie für den Erdmond oder den Planeten Merkur typisch sind. Offensichtlich hat die dünne Eiskruste Diones über geologische Zeiträume hinweg nicht in dem Maße nachgegeben wie auf dem Jupitermond Kallisto, wo derartige Strukturen nahezu völlig eingeebnet wurden.

Es wird vermutet, dass Dione in der Frühzeit ihrer Entstehung geologisch aktiv war. Durch Prozesse wie den Kryovulkanismus (Kältevulkanismus) wurde ein Teil ihrer Oberfläche erneuert, wobei die beobachteten Streifenmuster zurückblieben. Nach dem Rückgang der Aktivität wurde die führende Hemisphäre durch Einschläge von Asteroiden verändert, deren Krater die Streifenmuster weitgehend auslöschten.

Auf Diones Oberfläche sind stark verkraterte Regionen sowie Ebenen mit nur wenigen Kratern sichtbar. Die erstgenannten Regionen weisen zahlreiche Krater mit Durchmessern von mehr als 100 km auf, die Ebenen sind mit Kratern von weniger als 30 km Durchmesser überzogen. Einige der Ebenen sind sehr stark verkratert, andere kaum. Dabei sind stark verkraterte Regionen auf der folgenden, schwach verkraterte Ebenen auf der führenden Hemisphäre sichtbar.[6] Das ist eigentlich genau das Gegenteil von dem, was die Wissenschaftler erwartet hatten. Der Astronom und Planetengeologe Shoemaker hatte ein Modell entwickelt, das die Verkraterung von Monden mit gebundener Rotation beschreibt.[7] Demnach sind die meisten Krater auf der führenden, die wenigsten Krater auf der folgenden Hemisphäre eines Mondes zu finden. Im Fall von Dione scheint der Mond während der Phase des heftigsten Asteroidenbombardements genau entgegengesetzt orientiert gewesen zu sein. Da Dione relativ klein ist, kann bereits ein Impaktereignis, das einen 35 km großen Krater hinterlässt, die Rotation des Mondes stören. Da Dione eine Vielzahl derart großer Krater aufweist, könnte die Rotation während der Phase des intensiven Bombardements wiederholt gestört worden sein. Die Verteilung der Krater und die hohe Albedo auf der führenden Hemisphäre weisen darauf hin, dass der Mond seit mehreren Milliarden Jahren die heutige Orientierung beibehalten hat.

Der mit Abstand größte benannte Krater namens Evander hat einen Durchmesser von 350 km und befindet sich im Süden des von Saturn abgewandten Teils der führenden Hemisphäre.[8]

Atmosphäre

Dione hat eine Atmosphäre aus ionisierten Sauerstoffatomen, die mit 90.000 Ionen pro Kubikmeter so dünn ist wie die Erdatmosphäre in 480 km Höhe.[9][10]

Ozean

Dione könnte, ähnlich wie Enceladus, unter ihrer dicken Eisschicht einen flüssigen Ozean besitzen, worauf magnetische Messungen der Raumsonde Cassini hinweisen. Ein weiteres Indiz für flüssiges Wasser ist die äquatoriale Bergkette Janiculum Dorsa, deren Gewicht die Kruste des Mondes um bis zu 500 Meter senkt. Die Eiskruste muss daher früher wärmer gewesen sein, was sich am besten mit der Annahme eines subglazialen Ozeans (zum Zeitpunkt der Entstehung der Bergkette) erklären lässt.[4]


Beobachtung

Dione besitzt eine scheinbare Helligkeit von 10,4m und ist damit, von der Erde aus gesehen, einer der hellsten Saturnmonde. Um sie zu beobachten, benötigt man allerdings ein Teleskop mit mindestens 10 cm Objektivöffnung.

Am 14. Dezember 2004 hat die Raumsonde Cassini-Huygens Dione erstmals in einem Abstand von 83.000 km passiert. Am 11. Oktober 2005 fand eine noch größere Annäherung mit nur 500 Kilometern Abstand statt.

Am 12. Dezember 2011 flog Cassini in nur 99 km Entfernung an Dione vorbei. Cassinis nächste Begegnung mit Dione am 28. März 2012 erfolgte in einem Abstand von ca. 44.000 km.[11] Aus den folgenden Untersuchungen des Mondes erhofft man sich weitere Erkenntnisse über dessen Zusammensetzung und geologische Prozesse.

Weblinks

 <Lang> Commons: Dione (Mond) – Sammlung von Bildern, Videos und Audiodateien

Einzelnachweise

  1. P. C. Thomas, Veverka, J.; Helfenstein, P.; Porco, C.; Burns, J.; Denk, T.; Turtle, E.; Jacobson, R. A.: Shapes of the Saturnian Icy Satellites. (PDF) In: 37th Annual Lunar and Planetary Science Conference. March 13-17 2006.
  2. Cassini: An Extract of the Journal Des Scavans. of April 22 st. N. 1686. Giving an Account of Two New Satellites of Saturn, Discovered Lately by Mr. Cassini at the Royal Observatory at Paris. Phil. Trans. 1686 16:79–85; doi:10.1098/rstl.1686.0013 (Volltext)
  3. Dione. nineplanets, , abgerufen am 24. Oktober 2016 (deutsch).
  4. 4,0 4,1 Verborgener Ozean auch auf Saturnmond Dione? auf astronews.com
  5. Dione. saturnmonde, abgerufen am 8. Februar 2010.
  6. Calvin J. Hamilton.: Dione. Views of the Solar System, abgerufen am 8. Februar 2010 (englisch).
  7. Shoemaker, E. M.; and Wolfe, R. F.; Cratering time scales for the Galilean satellites, in Morrison, D., editor; Satellites of Jupiter, University of Arizona Press, Tucson (AZ) (1982), S. 277-339, bibcode:1982stjp.conf..277S
  8. Dione im Gazetteer of Planetary Nomenclature der IAU (WGPSN)/USGS; zuletzt abgerufen am 25. September 2016.
  9. Jia-Rui C. Cook: Cassini Detects Hint of Fresh Air at Dione, Jet Propulsion Laboratory, Datum: 2. März 2012, Abgerufen: 4. März 2012
  10. R. L. Tokar, R. E. Johnson, M. F. Thomsen, et alt. : Detection of exospheric O2+ at Saturn's moon Dione. In: Geophysical Research Lettwers. (Geophys. Res. Lett.) Vol. 39, 2012, L03105, S. 7, doi:10.1029/2011GL050452, Volltext online.
  11. Ralph-Mirko Richter: Cassini entdeckt dünne Atmosphäre um den Mond Dione. In: Raumfahrer.net, 4. März 2012, abgerufen am 7. März 2012
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Tethys
Rhea

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