Iapetus' dunkle (links) und helle Seite. Wie es zu diesen Unterschieden kam, haben nun deutsche und US-amerikanische Wissenschafter geklärt.
Iapetus hat eine helle und eine sehr dunkle Seite - die unterschiedliche Färbung des Saturnmondes, die mit Licht und Schatten nichts zu tun hat, beschäftigt Astronomen, seit Giovanni Cassini diese Unregelmäßigkeit 1671 das erste Mal beobachtet hatte. Der Unterschied der beiden Mondhälften ist beachtlich: Immerhin rund zehn Mal dunkler erscheint die dem Saturn zugewandte Seite gegenüber der anderen Hemisphäre.
In zwei Arbeiten im Wissenschaftsmagazin Science konnten nun Wissenschafter der Freien Universität Berlin gemeinsam mit Kollegen aus den USA und vom DLR in Berlin-Adlershof die bislang schlüssigste Erklärung für das Rätsel geben. Passenderweise stützten die Forscher sich dabei auf Bild- und Temperaturdaten, die von Instrumenten der internationalen Saturn-Sonde "Cassini-Huygens" aufgenommen und gemessen wurden.
Aufnahmen der beiden Raumsonden Voyager 1 und Voyager 2 in den Jahren 1980 und 1981 sowie der Cassini-Sonde seit 2004 zeigen den genauen Verlauf der Helligkeits-Dichotomie auf der Oberfläche. Demnach reicht das dunkle Gebiet in Äquatornähe, das Cassini Regio genannt wurde, weit in die Heckseite (Antapex, Anm.) von Iapetus hinein, während helles Material in Polnähe auch auf der Bugseite (Apex, Anm.) zu finden ist.
"Leichte Temperaturunterschiede begünstigen Sublimation von Wassereis vor allem auf der Bugseite. Dabei bleibt schwerflüchtiges dunkles Material zurück, welches sich durch Sonneneinstrahlung weiter erwärmt. Der Prozess verstärkt sich selbst, und nach etwa 1 bis 2 Milliarden Jahren sind die obersten Dezimeter praktisch eisfrei und sehr dunkel.", erklärt Tilmann Denk, Mitautor der Science-Studien und Planetologe der Freien Universität Berlin.
Staub-Bombardement
Entscheidend für die Entstehung der Helligkeitsunterschiede in der beobachteten Form ist das Zusammenwirken mit einem weiteren Effekt, der in den Bilddaten entdeckt wurde. Ein zwar minimaler, aber permanenter Staubeinfalls auf der Iapetus-Bugseite führt zu einer leichten Farb- und Helligkeitsasymmetrie. Quelle des Staub- und Trümmerregens ist der benachbarte Mond Phoebe.
Die leichte farbliche Asymmetrie durch den Staub wiederum hat zur Folge, dass die durch die Temperaturunterschiede bedingte Umverteilung des Wassereises nicht nur im Zusammenhang mit dem lokalen Einfallswinkel der Sonnenstrahlung (also von den Breitengraden des Mondes, Anm.) steht, sondern auch von den Längengraden und deshalb bevorzugt auf Iapetus' Bugseite abhängig ist. (red)