Dione (Mond)

Dione
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
Vorläufige oder systematische Bezeichnung	Saturn IV
Zentralkörper	Saturn
Eigenschaften des Orbits
Große Halbachse	377.420 km
Exzentrizität	0,0022
Periapsis	376.570 km
Apoapsis	378.230 km
Bahnneigung zum Äquator des Zentralkörpers	0,02°
Umlaufzeit	2,737 d
Mittlere Orbitalgeschwindigkeit	10,03 km/s
Physikalische Eigenschaften
Albedo	0,7
Scheinbare Helligkeit	10,4 mag
Mittlerer Durchmesser	(1123,4 ± 0.9) 1127,6 × 1122 × 1120,6 km
Masse	1,10 × 10^21 kg
Oberfläche	3.960.000 km^2
Mittlere Dichte	1,476 ± 0,004 g/cm^3
Fallbeschleunigung an der Oberfläche	0,23 m/s^2
Fluchtgeschwindigkeit	511 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
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.

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 377.400 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.

Aufbau und physikalische Eigenschaften

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

Dione 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). 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.

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. 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. 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. 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.

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.

Ozean

Dione könnte, ähnlich wie Enceladus, unter ihrer dicken Eisschicht einen flüssigen Ozean besitzen, worauf magnetische Messungen der Raumsonde Cassini hinweisen. Theoretisch könnten sich dort Mikroorganismen bilden. 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.

Siehe auch: Extraterrestrischer Ozean

Beobachtung

Dione besitzt eine scheinbare Helligkeit von 10,4^m 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.

Die Raumsonde Cassini-Huygens hat Dione erstmals am 14. Dezember 2004 in einem Abstand von 83.000 km passiert. Eine noch größere Annäherung fand am 11. Oktober 2005 mit nur 500 Kilometern Abstand statt. Am 12. Dezember 2011 flog Cassini in nur 99 km Entfernung an Dione vorbei. Cassinis nächste Begegnung mit dem Mond erfolgte am 28. März 2012 in einem Abstand von ca. 44.000 km. Cassinis fünftes und letztes Treffen mit Dione erfolgte am 17. August 2015 mit einer Annäherung bis auf 474 Kilometer. Dabei sollten genauere Daten über den Nordpol und die innere Zusammensetzung und Struktur des Mondes gewonnen werden.

Weblinks

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

• Voyager 1 and 2 – Atlas of Six Saturnian Satellites NASA-Karten von sechs Saturnmonden nach Aufnahmen der Voyager-Sonden (englisch)
• Ralph-Mirco Richter: Beherbergt der Mond Dione einen unterirdischen Ozean? in Raumfahrer.net
• Dione - In Depth. In: NASA.gov. 19. Dezember 2019; abgerufen am 27. November 2021 (englisch). 
• astronews.com: Bild des Tages 3. Februar 2017, 22. Februar 2017,14. März 2018

Einzelnachweise

1. David R. Williams: Saturnian Satellite Fact Sheet. In: NASA.gov. 15. Oktober 2019, abgerufen am 27. November 2021 (englisch). 
2. Ryan S. Park: In: NASA.gov. 19. Februar 2015, archiviert vom Original am 4. September 2021; abgerufen am 27. November 2021 (englisch). 
3. P. C. Thomas, Veverka, J.; Helfenstein, P.; Porco, C.; Burns, J.; Denk, T.; Turtle, E.; Jacobson, R. A.: Shapes of the Saturnian Icy Satellites. In: 37th Annual Lunar and Planetary Science Conference. März 2006 (usra.edu [PDF]). 
4. Dione - In Depth. In: NASA.gov. 19. Dezember 2019, abgerufen am 27. November 2021 (englisch). 
5. Jia-Rui C. Cook: Cassini Detects Hint of Fresh Air at Dione. Jet Propulsion Laboratory, 2. März 2012, abgerufen am 27. November 2021. 
6. 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)
7. Dione. nineplanets, 15. März 2007, abgerufen am 24. Oktober 2016 (deutsch). 
8. Verborgener Ozean auch auf Saturnmond Dione? auf astronews.com
9. (Nicht mehr online verfügbar.) saturnmonde, archiviert vom Original am 30. Januar 2010; abgerufen am 8. Februar 2010. 
10. Calvin J. Hamilton.: Dione. Views of the Solar System, abgerufen am 8. Februar 2010 (englisch). 
11. 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
12. Planetary Names: Dione. In: Gazetteer of Planetary Nomenclature. IAU, abgerufen am 27. November 2021. 
13. 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.
14. Ralph-Mirko Richter: Cassini entdeckt dünne Atmosphäre um den Mond Dione. In: Raumfahrer.net, 4. März 2012, abgerufen am 7. März 2012
15. Raumsonde "Cassini" Letztes Rendezvous mit Saturn-Mond Dione. Spiegel.de, 18. August 2015, abgerufen am 27. November 2021. 

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