Rhea

Rhea ist Saturns zweitgrößter Mond und der neuntgrößte Mond im Sonnensystem, bleibt aber einer der am wenigsten dramatischen der großen Satelliten des Riesenplaneten – keine Methanflüsse wie bei Titan, keine Wassergeysire wie bei Enceladus, keine kohlrabenschwarze Hemisphäre wie bei Iapetus. Was Rhea stattdessen bietet, ist eine nahezu makellose Aufzeichnung der gewaltsamen Vergangenheit des äußeren Sonnensystems, geschrieben über eine uralte, glänzend verkraterte Kruste aus Wassereis. Mit einem Radius von etwa 764 km (einem Durchmesser von nahezu 1,528 km) ist er kaum ein Drittel so groß wie Titan, doch seine geringe Dichte verrät einen Körper, der zu etwa drei Vierteln aus Eis und nur zu einem Viertel aus Gestein besteht – ein gefrorener „schmutziger Schneeball“, der sich in Milliarden von Jahren kaum verändert hat.

Er ist zudem Schauplatz eines kleinen, aber echten Meilensteins: 2010 beprobte Cassini eine dünne Hülle aus Sauerstoff und Kohlendioxid um Rhea – das erste Mal, dass eine Raumsonde direkt Moleküle einer sauerstoffhaltigen Atmosphäre auf einer anderen Welt als der Erde einfing.

Entdeckt von einem Cassini, erforscht von einem Cassini

Rhea wurde am 23. Dezember 1672 vom italienisch-französischen Astronomen Giovanni Domenico Cassini entdeckt, demselben Beobachter, dessen Namen der große Saturn-Orbiter drei Jahrhunderte später tragen sollte. Es war der zweite Saturnmond, den Cassini entdeckte, nach Iapetus im Jahr 1671. Er gruppierte seine vier Saturn-Entdeckungen später unter der schmeichelhaften Bezeichnung Sidera Lodoicea, die „Sterne des Louis“, zu Ehren seines Gönners Ludwig XIV.; der mythologische Name Rhea – die Titanin, die Mutter der olympischen Götter und Gemahlin des Cronus, des griechischen Gegenstücks zu Saturn – kam erst viel später in allgemeinen Gebrauch, vorgeschlagen von John Herschel im Jahr 1847.

Über drei Jahrhunderte lang war Rhea kaum mehr als ein Lichtpunkt. Das änderte sich mit Voyager 1s Vorbeiflug 1980, der die ersten echten Porträts seines verkraterten Antlitzes lieferte, und dann entscheidend mit der NASA/ESA-Sonde Cassini, die zwischen 2005 und 2013 wiederholt nahe Vorbeiflüge unternahm und den Mond in feinem Detail kartierte.

Eine gefrorene, verkraterte Welt

Rheas Oberfläche wird von Wassereis dominiert und ist mit Einschlagkratern gesättigt, ein Zeichen für ein Terrain, das so alt ist, dass neue Einschläge meist nur ältere überschreiben. Cassinis Daten deuten darauf hin, dass der Mond nahezu eine homogene Mischung aus Eis und Gestein ist, mit einer Dichte von nur etwa dem 1.24-Fachen von Wasser – niedrig und gleichmäßig genug, dass er sich womöglich nie sauber in einen felsigen Kern und einen eisigen Mantel getrennt hat. Im Grunde ist Rhea eine große Kugel aus schmutzigem Eis, deren Differenzierungsgrad noch umstritten ist.

Die verkraterten Ebenen tragen zwei gewaltige, sich überlappende Narben auf der von Saturn abgewandten Hemisphäre: Tirawa, ein Einschlagbecken mit mehreren Ringen von rund 360 km Durchmesser, und das ältere, stärker verwitterte Mamaldi-Becken von etwa 480 km Breite, das Tirawa teilweise überschreibt. Tirawa ist das nördlichere und weniger verwitterte der beiden. Beide sind – wie Rheas Merkmale im Allgemeinen – nach Schöpfungsfiguren aus Mythologien der Welt benannt (seine Chasmata tragen die Namen heiliger mythologischer Orte), gemäß dem Benennungsthema der Internationalen Astronomischen Union für den Mond.

Eisklippen und „The Splat“

Als Voyager blasse, fadenartige Streifen über Rheas nachlaufende Hemisphäre erblickte, vermuteten viele Frostablagerungen, ein Echo des „fadenartigen Terrains“, das auf dem benachbarten Mond Dione zu sehen ist. Cassinis schärfere Aufnahmen von 2006 enthüllten die Wahrheit: Die Streifen sind Systeme heller tektonischer Verwerfungen – Chasmata –, wo sich die Kruste auseinandergezogen und abgesenkt hat und dabei frisches Eis an Klippenwänden freigelegt hat, die bis zu mehrere hundert Meter hoch stehen.

Das auffälligste Einzelmerkmal ist Inktomi, ein Strahlenkrater von etwa 47 km Durchmesser in der südlichen Hemisphäre, genannt „The Splat“. Man nimmt an, dass er eines der jüngsten großen Merkmale auf Rhea ist; sein schräger Einschlag grub sauberes untergrundnahes Eis aus und schleuderte ein helles Auswurfstrahlensystem heraus, das Hunderte von Kilometern reicht, wodurch er sich scharf von der älteren, staubigeren Umgebung abhebt.

Die erste außerhalb der Erde gefundene Sauerstoffatmosphäre

2010 entdeckten Cassinis Instrumente eine hauchdünne Exosphäre um Rhea, zusammengesetzt aus molekularem Sauerstoff und Kohlendioxid. Sie ist unvorstellbar dünn – die Sauerstoffdichte liegt um Billionen Male niedriger als in der Luft der Erde –, doch ihre Entdeckung war historisch: Es war das erste Mal, dass eine Raumsonde direkt Moleküle einer sauerstoffhaltigen Atmosphäre auf einer anderen Welt als der unseren einfing.

Die Chemie hat nichts mit Leben zu tun. Geladene Teilchen, gefangen in Saturns mächtigem Magnetfeld, fegen über Rhea und schlagen auf seine eisige Oberfläche ein, wobei sie Wassermoleküle in einem Prozess namens Radiolyse aufspalten und Sauerstoff freisetzen. Man nimmt an, dass sich das Kohlendioxid bildet, wenn dieser reaktive Sauerstoff mit kohlenstoffreichem Material im Eis oder den einfallenden Teilchen reagiert. Vergleichbare Sauerstoffhüllen durch Oberflächenradiolyse wurden seither auch bei anderen Eismonden vermutet, doch Rheas war die erste, die direkt nachgewiesen wurde.

Die Ringe, die es wahrscheinlich nicht gab

2008 berichtete das Cassini-Team von einer faszinierenden Möglichkeit: ein symmetrischer Abfall der um Rhea entdeckten Elektronen deutete auf eine Scheibe aus umlaufenden Trümmern hin, vielleicht sogar auf einzelne kleine Ringe – was Rhea zum ersten bekannten Mond mit eigenem Ringsystem gemacht hätte. Es war eine wirklich verblüffende Behauptung. Gezielte Bildkampagnen, die folgten, suchten jedoch nach dem vorhergesagten Material und fanden nichts, und die Ring-Interpretation gilt heute allgemein als unbestätigt. Die Episode ist eine nützliche Erinnerung daran, wie sich Wissenschaft selbst korrigiert, sogar mitten in einer Mission.

Umlaufbahn und Beobachtung

Rhea umkreist Saturn einmal alle rund 4.5 Tage in einer Entfernung von etwa 527,000 km, auf einer nahezu perfekt äquatorialen Bahn – seine Umlaufbahn ist nur um 0.35 Grad geneigt. Wie die meisten großen Monde ist er gebunden rotierend und zeigt dauerhaft eine Hemisphäre Saturn zu, sodass dieselbe vorauslaufende Seite stets in entgegenkommende Trümmer pflügt. Die sonnenbeschienenen Oberflächentemperaturen erreichen nur etwa −174 °C und fallen im dauerhaften Schatten auf −220 °C.

Für einen Hobbybeobachter liegt Rhea in Reichweite, ist aber nie trivial. Bei etwa Größenklasse 10 ist er mit bloßem Auge unsichtbar, doch ein kleines 75–100-mm-Teleskop (3–4 Zoll) kann ihn in einer ruhigen Nacht als schwachen sternartigen Punkt nahe dem Planeten ausmachen, sobald Saturns Glanz mit ausreichender Vergrößerung gezähmt ist. Nach Titan ist er der hellste der Saturnmonde und der hellste der inneren Eismonde, als äußerster jener inneren Gruppe vor der weiten Lücke zum fernen Titan.