Unten links: Ein Infrarot-Test von Saturn durch VIMS Cassini. Blau ist Infrarotlicht, bei dem Wassereis relativ hell reflektiert wird. Rot ist eine längere Wärmestrahlung, die Wärme aus den Tiefen des Planeten zeigt. Grün - Infrarotwellen, bei denen Licht Licht ausstrahlt. Oben ist Phoebes Mond im sichtbaren Licht. Es ist dunkel wie Holzkohle (Skala mit Saturn wird nicht eingehalten)
Bei der Entwicklung einer neuen Methode zur Fernmessung des Isotopenverhältnisses von Wasser und Kohlendioxid stellten Wissenschaftler plötzlich fest, dass das Wasser in den Ringen und Satelliten des Saturn dem Wasser auf der Erde ähnelt. Die einzige Ausnahme war Phoebes Mond, bei dem Wasser unter allen im Sonnensystem untersuchten Objekten das ungewöhnlichste zu sein scheint.
Die neuen Ergebnisse legen nahe, dass wir die Modelle der Entstehung des Sonnensystems ändern müssen, da die erhaltenen Informationen den bestehenden Modellen widersprechen. Isotope sind verschiedene Formen von Elementen mit unterschiedlicher Anzahl von Neutronen. Das Hinzufügen eines Neutrons fügt einem Element Masse hinzu und kann die Bildung eines Planeten, eines Kometen oder eines Satelliten verändern. Wasser besteht aus zwei Wasserstoffatomen (H) und einem Sauerstoff (H2O). Die Zugabe eines Neutrons zu einem einzelnen Wasserstoffatom (Deuterium - D) erhöht die Masse des Wassermoleküls (HDO) um etwa 5%. Dies führt zu Isotopenunterschieden bei der Bildung eines Himmelskörpers und verändert den Verdunstungsprozess des Wassers nach der Entstehung. Das Verhältnis von Deuterium zu Wasserstoff (D / H) ist ein Abdruck der Bildungsbedingungen, einschließlich Temperatur und Entwicklung. Verdunstendes Wasser reichert Deuterium auf der verbleibenden Oberfläche an.
Modelle von Sonnensystemen zeigen, dass D / H in einem kühleren externen System viel höher sein muss als in einem heißen internen System, in dem die Erde lebt. Deuterium kommt häufig in kalten Molekülwolken vor. Einige Vorhersagen zeigen, dass der D / H-Index für das Saturn-System zehnmal höher sein sollte als für die Erde. Neue Daten berichten jedoch, dass dies mit Ausnahme von Phoebe nicht für die Ringe von Saturn und Monden gilt.
Interessanterweise ist das D / H-Verhältnis für Phoebe das höchste, das im Sonnensystem gemessen wird, was auf die Bildung im kalten äußeren System weit hinter Saturn hindeutet. Die Wissenschaftler haben auch das Verhältnis von Kohlenstoff-13 zu Kohlenstoff-12 auf Iapet- und Phoebe-Satelliten gemessen. Der erste Wert ähnelt dem der Erde, aber Phoebe ist im Kohlenstoffisotop fast fünfmal höher. Das Vorhandensein von Kohlendioxid bestätigt die Bildung von Phoebe im frostigen Teil des Systems. Der genaue Abstand kann nicht angegeben werden, da für Pluto- oder Kuipergürtelobjekte keine Korrelationsmessungen vorliegen. Für die Studie wurden Daten des NASA-Raumfahrzeugs Cassini und seines visuellen und Infrarot-Spektrometers VIMS verwendet. Die neue Methode zur Messung von Isotopenverhältnissen an Festkörpern (Wassereis oder Kohlendioxid) in großen Entfernungen wird ähnliche Messungen für alle Objekte im Sonnensystem ermöglichen, was das Bildungsmodell verbessern wird.
Es ist auch wichtig, dass das Wasser des Saturn der Erde ähneln kann, und daher ähnelt die Quelle den inneren und äußeren Systemen. Möglicherweise werden die folgenden Messungen mit Hilfe der NASA Clipper-Mission durchgeführt.
