Jupitermonde: Warum Ganymed und Kallisto so verschieden sind

Ähnliche Größe, ähnliche Masse – und doch ganz unterschiedlich aufgebaut: Das schwere Bombardement in der Frühzeit des Sonnensystems ist schuld

Ganymed und Kallisto
Ganymed und Kallisto

Boulder (USA) - Die beiden Jupitermonde Ganymed und Kallisto sind etwa gleich groß und besitzen etwa die gleiche Masse. Trotzdem unterscheiden sie sich in ihrem inneren Aufbau ganz erheblich. Zwei amerikanische Forscher präsentieren nun im Fachblatt "Nature Geoscience" eine Erklärung für diesen bislang rätselhaften Unterschied: Einschläge vieler kleiner Himmelskörper in der Epoche des so genannten "schweren Bombardements" in der Frühzeit des Sonnensystems haben den beiden Monden signifikant unterschiedlich Energie zugeführt.

"Bei Ganymed waren die Einschläge so energiereich, dass sie zu einer vollständigen Trennung von Gestein und Eis geführt haben", schreiben Amy Barr und Robin Canup vom Southwest Research Institute in Boulder, "bei Kallisto war das jedoch nicht der Fall." Vor 3,9 bis 4,2 Milliarden Jahren hat nach heutigen Erkenntnissen die Wanderungsbewegung der großen Planeten Jupiter und Saturn eine Vielzahl von Asteroiden und Kometen aus ihren Bahnen geworfen und so das schwere Bombardement ausgelöst.

Barr und Canup haben nun den Einfluss dieses Bombardements auf Ganymed und Kallisto simuliert. Dabei stießen sie auf erhebliche Unterscheide zwischen beiden Monden. Die starke Anziehungskraft Jupiters erhöht nicht nur die Zahl der Einschläge, sondern führt auch zu höheren Aufprallgeschwindigkeiten. Da Ganymed seine Bahn näher an dem Planeten zieht, wirkt sich dieser Einfluss hier stärker aus als bei Kallisto. Die Berechnungen der beiden Planetenforscher zeigen, dass Ganymed insgesamt durch die Einschläge 3,5-mal mehr Energie zugeführt wurde als Kallisto.

Diese Energie reichte bei Ganymed aus, um das Eis in dem ursprünglichen Gemisch aus Eis und Gestein zu schmelzen. Das Gestein sank nach innen, der Kern des Mondes erhitzte sich und differenzierte weiter aus. Schließlich führte der radioaktive Zerfall im Zentrum des Mondes sogar zur Separierung von Eisen und damit zur Bildung eines Eisenkerns. Bei Kallisto reichte die zugeführte Energie dagegen nicht aus, um diese Reaktionskette auszulösen - so blieb dieser Mond mehr oder weniger in seinem ursprünglichen, nicht ausdifferenzierten Zustand erhalten.