Mond-Adventskalender: Epimetheus & Janus

16.Dezember: Epimetheus und Janus

Monde sind faszinierende Himmelskörper. Sie sind komplett aus Eis, sehen wie Schwämme aus, haben Ozeane unter ihrer Oberfläche oder Seen und Flüsse darauf. Im letzten Jahr gab es den äußerst erfolgreichen Exoplaneten-Adventskalender. Dieses Jahr gibt es laut der Abstimmung, die ich auf Twitter eine Woche liefen lies 24 Monde. 24 Monde im Sonnensystem zu besuchen, ist eine Reise von Vulkanen, die bis fast bis ins Weltall reichen, zu Geysiren, die Wasser ins All schleudern und Ozeanen, die womöglich sogar Leben beherbergen. All das sind Welten, die wir mit Robotern besuchen können und das teilweise auch schon getan haben. Direkt vor unserer kosmischen Haustür gibt es diese exotischen Welten. Also, begeben wir uns auf die abenteuerliche Reise zu 24 außergewöhnlichen Monden unseres Sonnensystems.

Viel Spaß und schöne Adventszeit!

Epimetheus und Janus sind zwei kleine Monde, die den Saturn umkreisen. Doch das tun sie fast genau in der selben Zeit und auch ihr Orbit ist fast identisch. Es handelt sich um sogenannte koorbitale Objekte, ein absolut einzigartiges Phänomen im Sonnensystem. Alle vier Jahre tauschen die Monde ihre Umlaufbahnen um Saturn – und das seit Milliarden Jahren scheinbar völlig stabil. Ist das überhaupt möglich? Kann ein solches System über Milliarden von Jahren stabil machen. Die Keplerschen Gesetze beantworten uns die Frage.

Name: Epimetheus & Janus

Zentralkörper: Saturn

Entfernung zu Zentralkörper: 151.410 Kilometer (Epimetheus), 151.460 Kilometer (Janus)

Umlauf um Zentralkörper: 16 Stunden, 40 Minuten, 38 Sekunden (Epimetheus); 16 Stunden, 40 Minuten, 8 Sekunden (Janus)

Durchmesser: 113,4 Kilometer (Epimetheus), 178,8 Kilometer (Janus)

Besucht von: Voyager 1, Voyager 2, Cassini

Besonderheiten: koorbitale Objekte

Epimetheus & Janus: Partner, die ihre Bahnen tauschen

Wie sich aus dem Steckbrief entnehmen lässt, braucht Epimetheus lediglich 30 Sekunden länger für einen Umlauf um Saturn als Janus. Mit der Gleichung

t=PP´/(P-P´)

lässt sich berechnen, dass die Monde etwa alle 4 Jahre auf einander treffen. Ihre Umlaufbahnen liegen nur ca. 50 Kilometer auseinander. Doch das Besondere an Epimetheus und Janus ist, dass sie dabei nicht kollidieren, sonder quasi ihre Bahnen tauschen. Das lässt sich physikalisch einfach erklären. Kurz bevor der innere, schnellere Mond den Äußeren einholt, gewinnt er durch diesen Drehimpuls und geht auf eine weitere Bahn. Der äußere Mond verliert Drehimpuls und rückt auf eine engere Bahn. So können zwei Monde fast den gleichen Orbit haben und doch nie kollidieren. Das ist einfache Mechanik, nicht mehr und nicht weniger!

Ein komplexes Systemravitation,

Auch lässt sich berechnen, dass die Bahn des massereicheren der beiden Monde, Janus nur um 20 Kilometer verschoben wird, während die des Epimetheus um ganze 80 Kilometer nach innen oder außen rückt. Seit Januar 2018 ist Epimetheus der Innere der beiden Monde und Janus der Äußere. Ändern wird sich dies erst im Januar 2022. Es klingt so, als wäre das System aus Epimetheus und Janus vollkommen stabil und vorhersehbar und die beiden werden auf diese Weise ewig weiter ihre Bahnen ziehen. Doch ob das wirklich so ist, das wissen wir noch nicht gänzlich. Das Chaos steckt in jedem System. Nirgendwo im Sonnensystem kann man das besser sehen als am Saturn. Dort wo die Bahnen chaotisch sind, befinden sich riesige Lücken in den Ringen des Saturns. Die Tatsache, dass Epimetheus und Janus beide sehr alt sind und noch so in der Art existieren, lässt darauf schließen, dass es sich doch um ein sehr stabiles und geordnetes System hält. Doch es ist durchaus möglich, dass die beiden Monde in ferner Zukunft einmal kollidieren.

Computeranimation der Bahnen von Epimetheus und Janus um Saturn

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