22 september 2017

Wat heeft de Cassini-ruimtesonde ons geleerd over de manen van Saturnus?

De ruimtesonde Cassini heeft gedurende zijn twintigjarige missie niet alleen de ringplaneet Saturnus bestudeerd, maar ook de dierentuin van manen die er omheen draaien. Cassini heeft vastgesteld dat veel van deze manen unieke en interessante werelden zijn, die allemaal hun eigen verhaal te vertellen hebben. In totaal draaien maar liefst 62 manen rondom Saturnus, waarvan er zeven door Cassini zelf ontdekt zijn.

Titan is de grootste maan van Saturnus en de enige natuurlijke satelliet in het zonnestelsel met een dikke dampkring. Deze dampkring is dicht genoeg om zich aan het oppervlak als een soort vloeistof te gedragen. Lopen aan het oppervlak van Titan zal dan ook een vreemde ervaring zijn! Ik heb wel eens gelezen dat een mens alleen maar nepvleugels aan zijn armen hoeft te bevestigen om op eigen kracht te kunnen vliegen op Titan, maar ik ben helaas de bron vergeten dus dit kan ik momenteel niet bevestigen. Het zou me alvast niets verbazen 🙂

In 2009 heeft Cassini het bestaan bevestigd van meren, wolken en regen op Titan – een soort van watercyclus, maar dan met methaan en ethaan als aandrijvers. Titan bevat wel water, maar onder de heersende temperaturen van -180 graden kan dit water niet vloeibaar zijn. In plaats daarvan vormt zich waterijs met de hardheid van graniet!

De meren en zeeën van Titan bevinden zich vooral aan het noordelijke halfrond, terwijl zich aan de evenaar veel bergen bevinden. De eigenschappen van deze bergen wijzen op de aanwezigheid van tektonische en cryovulkanische processen op de Saturnusmaan.

Enceladus is een klein ijsmaantje, maar wel eentje met een gesmolten inwendige. Cassini heeft vastgesteld dat Enceladus alle noodzakelijke ingrediënten bevat voor het leven zoals wij dat kennen – water, energie en voedingstoffen, die worden aangeleverd door hydrothermale schoorstenen op de bodem van een oceaan. Aan het ijzige oppervlak van het maantje bevinden zich scheuren, waaruit enorme geisers waterdamp en allerlei andere stoffen het heelal in blazen. Dit materiaal vormt uiteindelijk de E-ring van Saturnus.

In 1671 wist de Italiaanse sterrenkundige Giovanni Cassini een nieuwe maan van Saturnus te ontdekken, namelijk Iapetus. Vlak na de ontdekking verdween deze maan, om een jaar later plotseling weer tevoorschijn te komen. Cassini (de persoon) vermoedde dat Iapetus is verdeeld in een helder en donker halfrond. Het ene halfrond is gemakkelijk te zien, terwijl het andere halfrond het maantje bijna onzichtbaar maakt.

Meer dan drie eeuwen later heeft de ruimtesonde Cassini een verklaring gevonden voor dit merkwaardige uiterlijk. Het blijkt namelijk dat het donkere halfrond van Iapetus bedekt is met stof van een andere maan, namelijk Phoebe. Deze manen draaien in tegengestelde richting rondom Saturnus, waarbij Iapetus steeds door een stofwolk moet ploegen – stof dat afkomstig is van het oppervlak van Phoebe!

Dit Phoebe-stof vormt een superdonkere, maar uitgestrekte ring rondom Saturnus, die scheef staat ten opzichte van de hoofdringen van de planeet. Cassini heeft uitgewezen dat de stofdeken op Iapetus de temperatuur aan dat halfrond doet toenemen. Hierdoor kan ijs zich niet gemakkelijk aan het oppervlak hechten en wordt dit halfrond steeds donkerder. Tegelijkertijd wordt waterdamp naar het andere halfrond verplaatst, dat hierdoor juist steeds helderder wordt.

Maar er is meer – zoals op onderstaande Cassini-opname zichtbaar is, bevat Iapetus een duizenden kilometers lange bergketen die precies over de evenaar loopt. Vanwege de locatie en de uitzonderlijk stijle hellingen vermoeden wetenschappers dat Iapetus ooit zijn eigen puinring moet hebben gehad, die uiteindelijk naar beneden is gevallen en zo de bergketen heeft gevormd.

Saturnus heeft in totaal zeven grote manen met een diameter van 400 kilometer of meer. Naast Titan, Enceladus en Iapetus zijn dit Mimas, Tethys, Dione en Rhea.

Mimas staat vooral bekend vanwege zijn opvallende gelijkenis met de Death Star uit de Star Wars films. Deze gelijkenis kan vooral op het conto worden geschreven van de Herschel-krater, een inslagkrater met een diameter van 140 kilometer (oftewel, één-derde de diameter van de complete maan). Als de inslag waarbij deze krater is ontstaan iets heftiger had uitgepakt, dan zou Mimas aan stukken zijn geblazen. In het midden van de krater bevindt zich een bergpiek die bijna even hoog als Mount Everest is.

Ook Tethys bevat het litteken van een enorme inslag in het verre verleden. Hierbij is de Odysseus-krater ontstaan, die even groot is als de Herschel-krater op Mimas. Aan de ‘achterkant’ van Tethys bevindt zich de Ithaca Chasma, een uitgestrekte canyon. Ithaca Chasma is 100 kilometer breed, tot 5 km diep en ruim 2000 kilometer lang. Hiermee is het één van de grootste valleien in het zonnestelsel!

Ten slotte hebben we nog Rhea en Dione, twee ijsmaantjes met een dunne dampkring van zuurstof. We hebben het hier over 5 biljoen minder zuurstof dan op aarde, dat wellicht geproduceerd wordt doordat kosmische- en zonnestraling het oppervlak raakt en de watermoleculen in het ijs doen splitsen.

We gaan dit artikel afsluiten met Hyperion, die niet tot de ‘grote manen’ van Saturnus behoort maar zeker een bijzonder uiterlijk heeft. Dit maantje is hoogst poreus en heeft een zeer lage dichtheid. Dat betekent dat Hyperion geen massief object kan zijn, maar helemaal vol moet zitten met grotten en gangen, waarvan sommige wellicht dwars door het maantje lopen.

Het moge duidelijk zijn: Cassini heeft onze kennis van de manen van Saturnus enorm doen toenemen. Voorlopig moeten we het hiermee doen, want later dit jaar zal Cassini zijn missie afsluiten door een snoekduik te maken in het inwendige van Saturnus. Petje af voor dit staaltje van menselijk vernuft! Ik zal alvast een minuut stilte houden bij de ondergang van Cassini 😉

Reacties

  1. KnightsWatch zegt:

    Mooi overzicht, bedankt 🙂

Laat wat van je horen

*