Eine gründliche Neubewertung von Daten, die vor mehr als einem Jahrzehnt gesammelt wurden, deutet darauf hin, dass Titan, der größte Mond des Saturns, keinen riesigen Ozean unter seiner eisigen Oberfläche besitzt, wie zuvor vermutet wurde.
Stattdessen befinden sich unter seiner eisigen Oberfläche Eisschichten, schlammige Tunnel und Schmelzwasserbecken in der Nähe des felsigen Kerns, all dies laut einer Studie, die von der NASA und der Universität von Washington geleitet wurde.
Die Studie und ihre Protagonisten
Die Forschung, veröffentlicht in Nature, wurde von der NASA geleitet, in Zusammenarbeit mit Baptiste Journaux, Assistenzprofessor für Erd- und Weltraumwissenschaften an der Universität von Washington, und Ula Jones, Doktorandin in seinem Labor.
Journaux ist Teil des Teams der nächsten Dragonfly-Mission der NASA zu Titan, deren Start für 2028 geplant ist. Die in dieser Studie gewonnenen Daten werden entscheidend sein, um die Mission zu leiten, die endgültig klären soll, ob es flüssiges Wasser im Inneren des Mondes gibt und möglicherweise Beweise für außerirdisches Leben zu finden.
Cassini und die anfängliche Hypothese des Ozeans
Die Daten der Mission Cassini, die Saturn zwischen 1997 und 2017 umkreiste, führten die Forscher zu der Vermutung, dass es einen großen unterirdischen Ozean auf Titan gibt. Die während seiner elliptischen Umlaufbahn um Saturn beobachtete Verformung des Mondes schien mit einem tiefen Ozean vereinbar zu sein, der es erlaubte, die Kruste unter der Gravitationsanziehung des Planeten zu biegen.
Beim Modellieren des Mondes mit einem globalen Ozean stimmten die Ergebnisse jedoch nicht mit den physikalischen Eigenschaften überein, die durch die Daten beschrieben wurden. Eine detailliertere Analyse ergab ein anderes und komplexeres Szenario.
Synchronisation und Viskosität: der Schlüssel zur Entdeckung
Die neue Studie führte eine zusätzliche Analyseebene ein: die Synchronisation der Formänderung von Titan. Die Forscher beobachteten, dass die Verformung des Mondes etwa 15 Stunden nach dem Höhepunkt der Gravitationsanziehung von Saturn auftrat.
Diese Verzögerung, ähnlich dem Versuch, Honig statt Wasser zu bewegen, deutete darauf hin, dass das Innere von Titan viel viskoser ist als erwartet. Die Menge der dissipierten Energie war viel größer als im globalen Ozeanszenario vorhergesagt.
„Niemand hat mit einer so starken Energiedissipation im Inneren von Titan gerechnet. Das war der unwiderlegbare Beweis dafür, dass das Innere anders ist als aus früheren Analysen abgeleitet“, erklärte Flavio Petricca, Postdoktorand am Jet Propulsion Laboratory der NASA und Hauptautor der Studie.
Ein Inneres aus Schneematsch und Wasserbecken
Das vorgeschlagene Modell präsentiert ein Inneres, das hauptsächlich aus dickem Schneematsch besteht, mit weniger flüssigem Wasser als erwartet. Diese Mischung erklärt die beobachtete Verzögerung der Verformung, enthält jedoch noch genug Wasser, um Titan unter der Gravitationsanziehung zu transformieren.
Petricca kam zu diesem Schluss, indem er die Frequenz der von Cassini kommenden Radiowellen während der Überflüge von Titan maß, während Journaux Daten zur Thermodynamik von Wasser und Mineralien unter extremem Druck beisteuerte, simuliert in seinem Labor für planetarische Kryomineralphysik an der Universität von Washington.
Implikationen für die Suche nach Leben
Obwohl die Idee eines globalen Ozeans die Suche nach Leben auf Titan antrieb, könnten die neuen Erkenntnisse die Wahrscheinlichkeit erhöhen, einfache Organismen zu finden. Die Analysen deuten darauf hin, dass die Süßwasserbecken im Inneren Temperaturen von bis zu 20 °C erreichen könnten, mit konzentrierten Nährstoffen in kleinen Volumina, was das Wachstum von Mikroorganismen erleichtern würde.
„Anstatt eines offenen Ozeans wie auf der Erde sehen wir wahrscheinlich etwas, das eher dem Meereis oder den Aquiferen der Arktis ähnelt“, erklärte Journaux.
Obwohl es unwahrscheinlich ist, Fische in schlammigen Kanälen schwimmen zu sehen, könnte das Leben auf Titan den polaren Ökosystemen der Erde ähneln, die an extreme Bedingungen angepasst sind.
Die Neubewertung der Cassini-Daten verändert unser Verständnis von Titan: Es gibt keinen globalen Ozean unter seiner Oberfläche, sondern ein komplexes Inneres aus Eis, Schneematsch und Wasserbecken. Diese Entdeckung schließt die Möglichkeit von Leben nicht aus, sondern eröffnet neue Perspektiven, wie es sich in extremen Umgebungen entwickeln könnte.
Die für 2028 geplante Mission Dragonfly wird entscheidend sein, um diese Hypothesen zu bestätigen und uns einer endgültigen Antwort über eine der faszinierendsten Welten des Sonnensystems näherzubringen.
