Titanisches Badeparadies

Cassini-Orbiter fotografiert die Methan-Seen des Saturmondes Titan mit bislang unerreichter Genauigkeit

Auf dem größten Mond des Saturns sollte man besser keinen Urlaub verbringen. Sieht man einmal von der enormen Strahlung ab, mit dem der Ringplanet den 5150 Kilometer großen Trabanten stündlich bombardiert, schrecken hier in erster Linie die katastrophalen Witterungsbedingungen ab. Schließlich peitschen auf dem Trabanten des Ringplaneten in aller Regelmäßigkeit heftige Winde über das zerklüftete Terrain, hageln Methan-Regentropfen von bis zu neun Millimeter Größe auf den Boden und entladen sich äußerst energiereiche Blitze in großer Häufigkeit.

Erschwerend hinzu kommt die Tatsache, dass ein irdischer, in der Regel nach Sonne gierender Urlauber wegen des nebeligen Himmels und der großen Distanz zur Sonne (1,5 Milliarden Kilometer) mit nur etwa einem Tausendstel des irdischen Tageslichts auskommen müsste.

Schlechte Badebedingungen

Aber immerhin gibt es auf Titan ein große Anzahl ansehnlicher und auf den ersten Blick einladender Seen und Mini-Meere. Dummerweise jedoch bestehen diese nicht aus dem uns so vertrauten H2O, sondern ausschließlich aus den Kohlenwasserstoffen Methan und Ethan. Es sind halt die einzigen beiden Stoffe auf dieser lunaren Insel, die bei Temperaturen um minus 180 Grad Celsius noch flüssig bleiben - immerhin.

Doch wer in ihnen zu baden gedenkt, dürfte selbst als geübter Schwimmer ins Schwimmen kommen. Selbst dann, wenn er mit einem höchst widerstandsfähigen Astronauten-Badeanzug bestückt sein sollte, der angesichts der hier vorherrschenden Minusgrade und defizitären Atemluft durchaus empfehlenswert wäre.

96-mal den Mond der Seen überflogen Wie gut nur, dass sich zu dieser unwirtlichen Welt eine Raumsonde verirrt hat, die auf den Namen Cassini hört und Titan in sicherem Abstand von Zeit zu Zeit überfliegt. Seitdem der Forschungsroboter im Dezember 2004 den Saturn erreicht hat und in seine Umlaufbahn eingeschwenkt ist, hat er den Saturnmond 96-mal passiert und während seiner Vorbeiflüge emsig Daten gesammelt.

Inzwischen hat sich dank Cassini das Wissen über und um Titan spürbar gemehrt. Dass Titan neben der Erde der einzige Himmelskörper im Sonnensystem ist, der dauerhaft eine Flüssigkeit auf seiner Oberfläche zu konservieren vermag, ist die wichtigste Erkenntnis, die das Raumschiff während seines bisherigen neunjährigen Trips erlangt hat.

Die seit 2004 gesammelten Cassini-Daten zeichnen das Bild eines sehr aktiven Mondes, auf dem sich zahlreiche Seen befinden. Die größte Seenlandschaft findet sich auf der Nordhalbkugel des Saturnmonds, wo hingegen in der Nähe des Südpols nur ein größerer See und einige kleinere anzutreffen sind. Seit der Entdeckung der Seen auf Titan fragen sich die Forscher, warum diese primär in hohen nördlichen Breiten anzutreffen sind.

Gute Observationsbedingungen für Cassini

Dass die Forscher weiterhin bemüht sind, dieses Geheimnis zu lüften, geht aus einer vor wenigen Tagen veröffentlichten Pressemeldung der NASA hervor, die auch online im "Astrobiology Magazine" verbreitet wurde.

Danach hat ein Wissenschaftlerteam die Gunst der Stunde genutzt und Titan mit dem Radarinstrument des Cassini-Orbiters (RADAR) genauer unter die Lupe genommen als je zuvor. Dabei profitierte das Cassini-Radar von dem nahezu wolkenfreien Himmel und niederschlagsarmen Klima und von der Tatsache, dass erstmals Sonnenstrahlen auf den Boden Titans fielen. Erstmals konnten die Wissenschaftler einen ungetrübten Blick auf Titans Nordhalbkugel werfen, wo in den vergangenen Jahren noch tiefster Winter geherrscht hat und schwere sowie dichte Wolkenteppiche und massive Regenschauern die Sicht enorm behindert haben.

Dass der Orbiter in der Vergangenheit bisher nur wenig gute Aufnahmen von den nördlichen Seen schießen konnte, lag aber auch an dem ungünstigen Winkel, mit dem er seine vorangegangenen "fly-bys" absolviert hat.

Aussagekräftiges Mosaikbild

Nunmehr jedoch nahm Cassini während des jüngsten und 96. Vorbeiflugs an Titan die nördliche Hemisphäre des Saturnmondes mit einem neuen, weitaus günstigeren Blickwinkel ins Visier, weshalb auch das Radar-Instrument der Raumsonde die bislang detailliertesten Einzelbilder dieser Region aufnehmen konnte.

Diese wurden später mosaiksteingerecht zusammengesetzt. Auf dem neuen "Gesamtbild" sind nunmehr alle Meere und die meisten der großen Seen zu sehen: insbesondere die beiden größten Mini-Meere "Kraken Mare” und "Ligeia Mare" und einige Seen in der näheren Umgebung.

"Lernen wir etwas über Titans Oberflächenbeschaffenheit und seine Meere und Seen, verstehen wir besser, wie die Flüssigkeiten, Materialien, Steine und Gase interagieren und weshalb Titan so erdähnlich ist", sagt Steve Wall vom Cassini-Radar-Team, der Jet Propulsion Laboratory in Pasadena (Kalifornien) der NASA arbeitet.

Die neuen Aufnahmen zeigen, dass der "Kraken Mare” viel großflächiger und komplexer strukturiert ist als bislang angenommen. Auf den Bildern sieht der geneigte Beobachter auch, wie fast alle Seen Titans in eine Region zusammenfließen, das 900 bis 1800 Kilometer groß ist. Nur drei Prozent der Flüssigkeit auf Titan befindet sich außerhalb dieses Gebietes.

Methan & Co. in Mengen

"Wissenschaftler haben sich immer gefragt, warum die Seen Titans dort sind, wo sie sind. Die aktuellen Bilder zeigen uns jetzt, dass das Felsgestein und die Geologie in dieser Region besonders günstige Bedingungen für die Ausbildung von Seen schaffen", erklärt Randolph Kirk vom Cassini-Radar-Team. "Wir denken, dass wir hier vergleichbare Strukturen wie bei dem prähistorischen See Lake Lahontan in der Nähe des Lake Tahoe in Nevada und Kalifornien gefunden haben, wo die Deformation der Bodenkruste Spalten verursacht, die sich mit Flüssigkeit füllen."

Erstmals konnten die Forscher mit dem Radar auch den Grund eines Sees auf dem Saturnmond ausloten und fernerhin auch die Tiefe von Ligeia Mare bestimmen: Sie beläuft sich auf 170 Meter. Die Messung war nur möglich, weil die Flüssigkeit sich als sehr klar entpuppte und das Radarsignal die selbige mit Leichtigkeit passieren konnte. "Die Messungen, die wir gemacht haben, zeigen, dass Ligeia zumindest an einer Stelle tiefer ist als Lake Michigan – ausgehend von seiner Durchschnittstiefe", sagt Marco Mastrogiuseppe von der Sapienza University of Rome, der ebenfalls dem Cassini-Radar-Team angehört.

Infolge der aktuellen Radarmessungen können die NASA-Wissenschaftler nunmehr erstmals das Gesamtvolumen der flüssigen Kohlenwasserstoffe auf Titan abschätzen. Ein erster Wert liegt bereits vor: Er beläuft sich auf 9000 Kubikkilometer, was ungefähr 40-mal so viel wäre wie in allen nachgewiesenen Öl-Vorkommen auf der Erde.

Leben auf Titan?

In der Bioastronomie gibt es durchaus Stimmen, wonach auf dem Saturnmond Titan bestimmte Lebensformen heimisch geworden sein könnten. Einer, der außerirdische Leben auf diesem Trabanten nicht auszuschließen vermag, ist der US-Biochemiker und Astrobiologe Steven A. Benner. Zusammen mit einigen Kollegen von der University of Florida in Gainesville verfasste er bereits Ende 2004 in der Fachzeitschrift "Current Opinion in Chemical Biology" (Benner S. A., Ricardo A. & Carriqan M.A. Curr. Opin. Chem. Biol., 8. S 672-689.) einen Artikel, in dem resümierte: " Wenn Leben eine der chemischen Reaktivität innewohnende Eigenschaft ist, dann sollte es Leben auf Titan geben."

Seiner Auffassung nach könnte auf Titan flüssiger Kohlenwasserstoff, flüssiger Ammoniak oder Schwefelwasserstoff eine Alternative zum Wasser sein. Es sei ein Fehler, bei der Suche nach außerirdischen Lebensformen in alten Denkmustern zu verharren. "Leben könnte sogar unter weitaus exotischeren Bedingungen existieren, wie etwa in den dichten Atmosphären der großen Gasplaneten". Vielleicht in Gestalt von Mikroben, die sich in den flüssigen Ammoniakwolken des Saturn oder Jupiter treiben lassen und sich von Methan ernähren. Einige Bakterien auf der Erde praktizieren dies auf vorbildliche Weise, scheiden aber das aufgenommene Methan wieder aus.

Im August 2010 überraschte Darrell Strobel von der Johns-Hopkins-Universität in Baltimore mit einer Studie, die auf Cassini-Daten und Computersimulationen basierte. In dem Paper mutmaßte Strobel über die Möglichkeit von aktiven Mikroben in der Atmosphäre Titans. Schließlich zeigten die Messungen des Orbiters, dass in der oberen Atmosphäre des Saturnmondes Acetylen und Methan durch das UV-Licht aufgespalten werden und dadurch Wasser als Abfallprodukt entsteht. Da molekularer Wasserstoff in der Atmosphäre sehr reaktionsträge ist und als leichte Substanz nach oben entweicht, sollte er eigentlich in die obersten Schichten aufsteigen. Doch das Gegenteil ist der Fall. Er geht stattdessen in geringen Mengen auf die Oberfläche nieder und löst sich dort in Wohlgefallen auf, fast ohne Spuren zu hinterlassen. Hierzu Strobel:

"Das ist, als würde man Wasserstoff mit dem Gartenschlauch auf den Boden spritzen, wobei dieser verschwindet. (…) Die Wasserstoffresultate sind konsistent mit den Bedingungen, die eine exotische Methan-basierende Lebensform hervorbringen könnten, aber sie beweisen deren Existenz noch nicht."

Das Mosaikbild von Titans Seenlandschaft im Vollbild.

Video-Animation in Farbe von Titans Seenlandschaft