Dione

Dione ist einer von Saturns mittelgroßen Eismonden – der viertgrößte der Satelliten des Planeten, mit einem mittleren Radius von etwa 561 km, der in 377,400 km Entfernung auf einer sauberen, nahezu kreisförmigen Bahn (Neigung nur 0.019 Grad) umläuft, die er alle 2.7 Tage vollendet. Er ist eine Welt aus hartem Wassereis, das ein felsiges Herz umhüllt, kalt genug (etwa minus 186 Celsius), dass sein Eis sich wie Stein verhält, und geprägt von der doppelten Geschichte, die fast jedem luftlosen Körper hier draußen eingeschrieben ist: unaufhörliches Kratern von oben und langsames tektonisches Aufreißen von innen.

Was Dione auszeichnete, lange bevor Raumsonden ihm nahekamen, waren die hellen, geisterhaften Streifen, die über seine nachlaufende Hemisphäre gezogen sind. Jahrzehntelang wurden sie schlicht als „fadenartiges Terrain“ katalogisiert, und erst mit der Ankunft des NASA-Orbiters Cassini wurde ihre wahre Natur klar – kein Frost, sondern ein Netzwerk himmelhoher Eisklippen.

Entdeckt von einem Cassini, besucht von Cassini

Der italienisch-französische Astronom Giovanni Domenico Cassini erblickte Dione erstmals im März 1684 vom Pariser Observatorium aus, zusammen mit seinem Nachbarn Tethys. Er nannte seine vier Saturn-Entdeckungen „Sidera Lodoicea“ – die Sterne des Louis –, zu Ehren seines Gönners Ludwig XIV. Diese schmeichelhafte Bezeichnung überlebte nicht. In den 1840er-Jahren schlug John Herschel stattdessen vor, Saturns Monde nach den Titanen der griechischen Sage und ihren Verwandten zu benennen, und so wurde dieser Satellit zu Dione, einer Titanin, die Homer als Mutter der Aphrodite darstellt.

Es liegt eine schöne Symmetrie darin, dass die Raumsonde, die Dione schließlich im Detail kartierte, ebenfalls den Namen Cassini trug. Zwischen 2005 und 2015 führte der Cassini-Orbiter fünf gezielte Vorbeiflüge am Mond durch. Seine engste Passage fand am 12. Dezember 2011 statt, als er sich bis auf knapp 100 km über die Oberfläche näherte; eine spätere, weiter entfernte Begegnung am 17. August 2015 – die letzte der fünf – sammelte Schwerkraftdaten, bevor die Mission zu ihrem dramatischen Ende bei Saturn selbst weiterzog.

Das fadenartige Terrain erklärt

Als Voyager 1 1980 vorbeiflog, fingen seine Kameras blasse, fadenartige Markierungen ein, die sich über Diones nachlaufende Seite zogen, doch die Bilder waren zu grob, um zu sagen, was sie waren. Die führende Vermutung – ein dünner Überzug aus hellem Frost – erwies sich als falsch. Cassinis hochauflösende Aufnahmen enthüllten, dass die „Fäden“ die freiliegenden Flächen tektonischer Verwerfungen sind: lange Klippensysteme, manche mehrere hundert Meter hoch, wo sich die Kruste auseinandergezogen und abgesenkt hat. Dunkleres Oberflächenmaterial löst sich von den steilen Wänden, wodurch frisches, strahlend reflektierendes Wassereis zurückbleibt.

Diese Verwerfungsnetzwerke tragen Namen aus Vergils Aeneis, passend zum klassischen Thema des Mondes – darunter die Padua-, Palatine- und Eurotas-Chasmata, einzelne Systeme, die sich über Hunderte von Kilometern über die nachlaufende Hemisphäre erstrecken. Ihr Vorhandensein ist ein direkter Beleg dafür, dass Dione einst tektonisch aktiv war, sich verbog und aufriss, statt gefroren und reglos dazuliegen. Forscher haben sogar vorgeschlagen, dass die Verwerfungen einen ausgereiften, zur Ruhe gekommenen Verwandten der noch immer ausbrechenden „Tigerstreifen“-Quellen auf dem nahen Enceladus darstellen könnten.

Krater und zwei Gesichter

Wie die meisten von Saturns Eismonden zeigt Dione während seines Umlaufs dauerhaft eine Hemisphäre voraus, und die beiden Seiten sehen auffällig unterschiedlich aus. Die uralten Ebenen sind übersät mit Einschlagkratern, die größten benannten – Aeneas mit rund 160 km und Dido mit etwa 120 km Durchmesser – entlehnt aus Vergils Aeneis, zusammen mit dem gigantischen Evander, einem zerschundenen Einschlagbecken von rund 350 km Breite nahe dem Südpol. Rätselhafterweise liegt das am stärksten verkraterte Gelände auf der nachlaufenden Seite, entgegengesetzt zu dem, was einfache Bahnmechanik vorhersagt, was darauf hindeutet, dass Dione irgendwann in seiner Vergangenheit durch einen großen Einschlag herumgedreht und neu ausgerichtet worden sein könnte.

Unter der verkraterten Kruste besteht Dione massebezogen etwa zur Hälfte aus Gestein und zur Hälfte aus Eis, mit einer Dichte von nahezu dem 1.5-Fachen von Wasser. Das deutet auf einen silikatreichen Kern von rund 400 km Radius hin, umhüllt von einer dicken Eisschale.

Ein verborgener Ozean und ein Hauch von Luft

Dione ist heute nicht offensichtlich aktiv, doch die Belege für einen verborgenen Ozean sind faszinierend. 2016 analysierten Forscher des Königlichen Observatoriums von Belgien Cassinis Schwerkraftmessungen neu und stellten fest, dass die Daten am besten passen, wenn Diones Eiskruste auf einem globalen Ozean aus flüssigem Wasser schwimmt, rund 100 km in der Tiefe, eingeschlossen zwischen der äußeren Schale und dem tiefen felsigen Kern. Sollte sich das bestätigen, würde Dione in dieselbe erlesene Gesellschaft wie Enceladus, Europa und Titan als potenzielle Ozeanwelt unter der Oberfläche eingereiht – teilweise warmgehalten durch den Gezeitenzug seiner 1:2-Bahnresonanz mit Enceladus.

Der Mond trägt zudem eine hauchdünne Spur einer Atmosphäre. Während eines Vorbeiflugs 2010 entdeckten Cassinis Instrumente eine dünne Exosphäre aus molekularem Sauerstoff, wahrscheinlich aus dem Oberflächeneis herausgeschlagen von geladenen Teilchen, die in Saturns Magnetosphäre gefangen sind. Sie ist bei Weitem zu dünn, um zu atmen oder auch nur als echte Atmosphäre zu gelten, doch sie kennzeichnet Dione als eine chemisch aktive statt völlig tote Oberfläche.

Eskorten an den Lagrange-Punkten

Dione ist einer der wenigen bekannten Monde, die eigene Begleiter hüten. Zwei winzige Satelliten, Helene und Polydeuces, teilen sich Diones Umlaufbahn, reiten ihm aber an den gravitativ stabilen Lagrange-Punkten voraus und hinterher – Helene 60 Grad voraus bei L4, Polydeuces 60 Grad hinterher bei L5. Da sie Diones Umlaufbahn besetzen, statt ihn zu umkreisen, sind sie als Diones Trojaner-Monde bekannt, eine Anordnung, die anderswo nur bei Tethys und seinem eigenen Paar koorbitaler Begleiter zu finden ist.

Wie man Dione findet

Dione liegt gut in Reichweite eines Amateurteleskops, ist aber ein anspruchsvolles Ziel, da er sich eng an den hellen Saturn schmiegt. Bei etwa Größenklasse 10 ist er einer der leichter einzufangenden Saturnmonde nach Titan, Rhea, Iapetus und Tethys, und erscheint als schwacher sternartiger Punkt nahe den Ringen. Ein Teleskop mit 100 mm Öffnung oder mehr zeigt in einer ruhigen Nacht, wie er von Stunde zu Stunde und von Nacht zu Nacht seine Position verschiebt, während er alle 2.7 Tage um den Planeten rast. Planetariumssoftware oder eine Ephemeride hilft enorm dabei, ihn von seinen Geschwistermonden und von Hintergrundsternen zu unterscheiden.