Als ein Wissenschaftler des Southwest Research Institute überraschende Beweise dafür entdeckte, dass der kleinste innerste Mond des Saturn die richtige Menge an Wärme erzeugen könnte, um einen flüssigen inneren Ozean zu unterstützen, begannen Kollegen, die Oberfläche von Mimas zu untersuchen, um zu verstehen, wie sich sein Inneres entwickelt haben könnte. Numerische Simulationen des Herschel-Einschlagsbeckens des Mondes, dem auffälligsten Merkmal auf seiner stark mit Kratern übersäten Oberfläche, ergaben, dass die Struktur des Beckens und das Fehlen von Tektonik auf Mimas mit einer dünner werdenden Eisschale und einem geologisch jungen Ozean vereinbar sind.
„In den letzten Tagen der Cassini-Mission der NASA zum Saturn identifizierte die Raumsonde eine merkwürdige Libration oder Oszillation in Mimas‘ Rotation, die oft auf einen geologisch aktiven Körper hinweist, der in der Lage ist, einen inneren Ozean zu stützen“, sagte Dr. Alyssa Rhoden vom SwRI. ein Spezialist für die Geophysik von Eissatelliten, insbesondere von solchen, die Ozeane enthalten, und die Entwicklung von Riesenplaneten-Satellitensystemen. Sie ist die zweite Autorin eines neuen Geophysikalische Forschungsbriefe Papier zum Thema.
„Mimas schien ein unwahrscheinlicher Kandidat zu sein, mit seiner eisigen, stark mit Kratern übersäten Oberfläche, die von einem riesigen Einschlagskrater markiert ist, der den kleinen Mond sehr wie den Todesstern aus Star Wars aussehen lässt. Wenn Mimas einen Ozean hat, repräsentiert er eine neue Klasse von kleinen, ‚heimliche‘ Meereswelten mit Oberflächen, die die Existenz des Ozeans nicht verraten.“
Rhoden arbeitete mit der Purdue-Doktorandin Adeene Denton zusammen, um besser zu verstehen, wie ein stark mit Kratern übersäter Mond wie Mimas einen inneren Ozean besitzen könnte. Denton modellierte die Formation des Hershel-Impaktbeckens mithilfe der iSALE-2D-Simulationssoftware. Die Modelle zeigten, dass die Eisschale von Mimas zum Zeitpunkt des Herschel-bildenden Aufpralls mindestens 55 km dick sein musste.
Im Gegensatz dazu begrenzen Beobachtungen von Mimas und Modelle seiner inneren Erwärmung die heutige Eisschalendicke auf weniger als 19 Meilen (30 km) Dicke, wenn es derzeit einen Ozean beherbergt. Diese Ergebnisse implizieren, dass sich ein heutiger Ozean in Mimas seit der Entstehung des Beckens erwärmt und ausgedehnt haben muss. Es ist auch möglich, dass Mimas sowohl zum Zeitpunkt des Herschel-Einschlags als auch heute vollständig eingefroren war. Denton stellte jedoch fest, dass die Einbeziehung eines inneren Ozeans in Impaktmodelle dazu beitrug, die Form des Beckens zu erzeugen.
„Wir fanden heraus, dass sich Herschel nicht in einer Eisschale mit der heutigen Dicke hätte bilden können, ohne die Eisschale an der Einschlagstelle auszulöschen“, sagte Denton, der jetzt Postdoktorand an der Universität von Arizona ist. „Wenn Mimas heute einen Ozean hat, ist die Eisschale seit der Entstehung von Herschel dünner geworden, was auch das Fehlen von Brüchen auf Mimas erklären könnte. Wenn Mimas eine aufstrebende Ozeanwelt ist, stellt dies wichtige Einschränkungen für die Entstehung, Entwicklung und Bewohnbarkeit aller mittelgroßen Saturnmonde.“
„Obwohl unsere Ergebnisse einen heutigen Ozean innerhalb von Mimas stützen, ist es eine Herausforderung, die orbitalen und geologischen Eigenschaften des Mondes mit unserem derzeitigen Verständnis seiner thermisch-orbitalen Entwicklung in Einklang zu bringen“, sagte Rhoden. „Die Bewertung des Status von Mimas als Ozeanmond würde Modelle seiner Entstehung und Entwicklung vergleichen. Dies würde uns helfen, die Ringe und mittelgroßen Monde des Saturn sowie die Verbreitung potenziell bewohnbarer Ozeanmonde, insbesondere bei Uranus, besser zu verstehen. Mimas ist überzeugend Ziel für weitere Ermittlungen.“
Mehr Informationen:
CA Denton et al, Verfolgung der Entwicklung eines Ozeans in Mimas unter Verwendung des Herschel Impact Basin, Geophysikalische Forschungsbriefe (2022). DOI: 10.1029/2022GL100516