Zahlen, bitte! Astro-Popstar mit 396,6 Kilometer Durchmesser: Saturnmond Mimas

Der Saturnmond Mimas verzückt aufgrund seiner Eigenschaften nicht nur Star Wars- oder Videospielfans, sondern auch Wissenschaftler.

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Mimas umkreist als einer von bisher 82 entdeckten Monden den Saturn und ist mit 396,6 Kilometern mittleren Durchmessers nur der siebtgrößte Himmelsbegleiter des Planeten. Im Vergleich zu Monden wie Titan, der mehr als zehnmal so groß ist, eigentlich eher unscheinbar – jedoch ist er aufgrund einiger Besonderheiten kaum weniger spannend.

Er gilt als kleinstes astronomisches Objekt, welches durch seine eigene Schwerkraft eine runde Form besitzt. Und vor allem erzeugte er Schlagzeilen mit seiner Ähnlichkeit zum "Todesstern", den Raumstationen-Typ in den Star Wars-Filmen.

Zahlen, bitte!

In dieser Rubrik stellen wir immer dienstags verblüffende, beeindruckende, informative und witzige Zahlen aus den Bereichen IT, Wissenschaft, Kunst, Wirtschaft, Politik und natürlich der Mathematik vor.

Der deutsch-britische Astronom Friedrich Wilhelm Herschel (* 15. November 1738 in Hannover; † 25. August 1822 im britischen Slough) entdeckte Mimas am 17. September 1789 mit dem von ihm und seiner Schwester Carolin konstruierten "Great Forty Foot"-Teleskop. Es war damals mit 120 Zentimeter Spiegeldurchmesser sowie 12 Meter langem Tubus fast ein halbes Jahrhundert lang das größte Teleskop der Welt.

Friedrich Wilhelm Herschel (englisch: William Herschel), der Entdecker von Uranus und dessen Monden Titania und Oberon, sowie von den Saturnmonden Mimas und Enceladus.

(Bild: Gemälde von Lemuel Francis Abbott, 1785)

Der Namensgeber für Mimas war Wilhelm Herschels Sohn John. Er schlug 1847 in "Results of Astronomical Observations made at the Cape of Good Hope" vor, die bis dahin sieben bekannten Saturnmonde nach den Brüdern des Titanen Kronos aus der griechischen Mythologie zu benennen. Kronos wiederum entspricht dem Saturn der römischen Mythologie.

In der Gigantenschlacht, als Mimas und andere Giganten gegen die Götter um Zeus kämpften, wurde Mimas, je nach Quelle, von Herakles oder Hephaistos getötet.

Doch zurück zum Mond. Mimas umkreist Saturn auf einer prograden und kreisförmigen Umlaufbahn mit einer niedrigen Exzentrität. Der mittlere Abstand beträgt zum Planeten ca. 185.520 Kilometer. Er ist von den sieben größten bekannten Saturnmonden Planeten am nächsten, weshalb er von der Internationalen Astronomischen Union (IAU) die römische Bezeichnung I erhielt.

Der Saturn, dessen Ringe und die Monde.

(Bild: NASA)

Mimas' Masse beeinflusst via Bahnstörung die Umlaufbahn der Ringteilchen und gilt daher als verantwortlich für die Cassinische Teilung. Es handelt sich hierbei um einen etwa 4800 Kilometer breiten, scheinbar leeren Zwischenraum zwischen dem A-Ring und B-Ring, die Schwerkraft von Mimas scheint diesen Raum frei von Material zu halten (wobei dunkles Material noch vorhanden ist). Neben den Wirkungen auf die Ringe bestehen noch weitere Bahnresonanzen zwischen ihm und den anderen direkten Mondnachbarn.

Den ersten Besuch von der Erde erhielt Mimas von Pioneer 11 am 1. September 1979. Voyager 1 folgte am 12. November 1980, sowie Voyager 2 am 25. August 1981. Voyager 1 machte dabei die Entdeckung, die alle Nerds verblüffte: Ein knapp 130 Kilometer großer Krater (der zu Ehren des Entdeckers Herschel getauft wurde und dessen Einschlag den Mond fast zerstört haben dürfte) gab Mimas die verblüffende Ähnlichkeit zu einem Todesstern – der Raumstation, die drei Jahre zuvor im Film Star Wars - die neue Hoffnung vorkam.

"Das ist kein Mond..." Ähm, doch!
Mimas, aufgenommenam 16. Januar 2005 in 213.000 Kilometern Entferung durch die Raumsonde Cassini.

(Bild: NASA/JPL/Space Science Institute)

Aber auch wenn sich die Star-Wars-Macher sonst offenbar gern inspirieren ließen, konnte Mimas kein Vorbild sein, da sein Aussehen vor 1980 nicht bekannt war. Kurioserweise war Star Wars V, der gerade parallel zu der Entdeckung in den Kinos lief, einer der Teile ohne Todesstern in der Handlung. Die Ähnlichkeit zwischen Mimas und Todesstern geht jedenfalls so weit, dass selbst die NASA diese Verbindung zieht.

Die nächste Raumsonde, die den Saturnmond miterforschte war die Sonde Cassini. Sie flog von 2004 bis 2017 über 20 Mal an Mimas vorbei und brachte der Wissenschaft weitreichende Erkenntnisse. So wurde festgestellt, dass Mimas eine Albedo von 0,962 besitzt – seine sehr helle Oberfläche reflektiert über 96% des Sonnenlichts. Die Mondoberfläche beträgt in etwa 494.100 km²; im Vergleich dazu konnten sich die Apollo-Astronauten über etwas mehr Platz freuen: der Erdenmond verfügt über 37.932.330 km² Gesamtoberfläche.

Die geringe mittlere Dichte von 1,1479 g/cm³ lässt darauf schließen, dass Mimas möglicherweise aus Wassereis mit einem Gesteinskern besteht. Allerdings gibt es auch Vermutungen, dass stattdessen durch Gezeitenkräfte mit Saturn ein Ozean existieren könnte. Ansonsten gibt es keine Anzeichen von geologischer Aktivität.

Auch noch Pacman: eine ungewöhnliche Temperaturverteilung. Links oben ist die schematische Temperaturverteilung, wie sie erwartet wurde. Rechts davon, wie sie tatsächlich davon abweicht. Mit det Mondoberfläche kombiniert dargestellt sieht es aus, als jage dort Pacman eine Pille, die sich im Krater Herschel befindet.

(Bild: NASA/JPL/GSFC/SWRI/SSI)

Ein weiteres Kuriosum, das ebenfalls die Nerds erfreut, ist seine Temperaturverteilung. Statt in einer erwarteten punktuelle Wärmeverteilung stellte sich die Strahlung auf den übermittelten Objektdaten von Cassini V-förmig dar. In Verbindung mit einer helleren Zone im Krater Herschel wirkt es so, als jage dort die bekannte Pac-Man-Videospielfigur einer Pille nach. Die Wissenschaftler vermuten als Ursache eine unterschiedliche Oberflächenbeschaffenheit, können sich das Phänomen aber noch nicht erklären.

Mimas am 13. Februar 2010. An diesem Tag kam die Raumsonde Cassini mit einer Entfernung von nur rund 9500 Kilometern dem Mond am nächsten.
Deutlich ist der Krater Herschel zu erkennen, sowie die durch unzählige Einschläge gezeichnete Oberfläche.

(Bild: NASA/JPL/SSI)

Außerdem ist Mimas enorm von Kratern gespickt. Neben den Saturnmond Rhea und Jupitermond Kallisto gehört Mimas im Sonnensystem zu den Objekten mit der höchsten Kraterdichte auf der Oberfläche. Die 35 kartografierten und benannten Krater sind alle, mit Ausnahme von Krater Herschel, nach Figuren der Artus-Sage benannt. Die sieben Chasmata (Erdspalten/Canyons) wurden wiederum benannt nach Orten der Artussage sowie der griechischen Mythologie.

Somit ist Mimas ein Mond der Wissenschaftler wie auch Nerds gleichermaßen fasziniert. Und das auf mehreren Ebenen. Nicht umsonst taucht Mimas auch in Geschichten um Perry Rhodan oder Star Trek auf. Ein besonderer Mond sorgt eben für besondere Geschichten ... (mawi)