Daphnis (Mond)
| Daphnis | |
|---|---|
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| Aufnahme von Daphnis durch die Raumsonde Cassini am 18. Januar 2017 | |
| Vorläufige oder systematische Bezeichnung | S/2005 S 1 |
| Zentralkörper | Saturn |
| Eigenschaften des Orbits | |
| Große Halbachse | 136.505,5 ± 0,1 km |
| Periapsis | 136.501 km |
| Apoapsis | 136.510 km |
| Exzentrizität | 0,0000331 ± 0,0000062 |
| Bahnneigung | 0,0036 ± 0,0013° |
| Umlaufzeit | 0,5940798 d |
| Mittlere Orbitalgeschwindigkeit | 16,67 km/s |
| Physikalische Eigenschaften | |
| Albedo | ≈ 0,5 |
| Scheinbare Helligkeit | 24,0 mag |
| Mittlerer Durchmesser | 7,8 ± 1,6 (9 × 9 × 6) km |
| Masse | 8,4 ± 1,2 · 1013 kg |
| Oberfläche | ≈ 200 km2 |
| Mittlere Dichte | 0,34 ± 0,21 g/cm3 |
| Siderische Rotation | 0,5940798 |
| Fallbeschleunigung an der Oberfläche | ≈ 0 m/s2 |
| Fluchtgeschwindigkeit | ≈ 0 m/s |
| Oberflächentemperatur | ≈ −195 °C (78) K |
| Entdeckung | |
| Entdecker | Cassini Imaging Science Team |
| Datum der Entdeckung | 6. Mai 2005 |
| Anmerkungen | Schäfermond der Keeler-Lücke |
Daphnis (auch Saturn XXXV) ist der drittinnerste und einer der kleineren der 82 bekannten Monde[1] des Planeten Saturn. Er ist der Schäfermond der Keeler-Lücke und der äußere von zwei Monden innerhalb des A-Rings der Saturnringe.
Entdeckung und Benennung
Daphnis wurde am 6. Mai 2005 auf Aufnahmen der Raumsonde Cassini vom Imaging Science Team der Cassini-Mission entdeckt. Die Aufnahmen des äußeren A-Ringes waren am 1. Mai 2005 während 16 Minuten in einer Zeitraffersequenz mit 0,18 Sekunden Belichtungszeit entstanden.
Die Existenz eines Mondes innerhalb der Keeler-Lücke war bereits vor den Aufnahmen vorausgesagt worden. Durch gravitative Störungen im Ringsystem erzeugte Wellenmuster am äußeren Rand der Lücke wiesen auf einen möglichen Mond an der Position von Daphnis hin. Die Wellen am inneren Rand eilten dem Orbit von Daphnis voraus, während die am äußeren Rand hinter ihm lagen. Der Grund dafür sind die unterschiedlichen Relativgeschwindigkeiten der Ringpartikel.
Später wurde Daphnis auf 32 Bildern des F-Ringes vom 13. April 2005 gefunden, die während 18 Minuten angefertigt wurden. Auf zwei weiteren hochauflösenden Aufnahmen (3,54 km/Pixel) vom 2. Mai 2005 konnte der Durchmesser des Mondes schließlich näher aufgelöst werden.
Die Entdeckung wurde am 6. Mai 2005 durch Carolyn Porco, der Leiterin des Imaging Science Team der Cassini-Mission, bekannt gegeben. Der Mond erhielt zunächst die vorläufige Bezeichnung S/2005 S 1, entsprechend der Systematik der Internationalen Astronomischen Union.
Am 17. Juli 2006 wurde der Mond dann nach dem Schafhirten und Poeten Daphnis aus der griechischen Mythologie benannt. Daphnis war der Sohn von Hermes und einer Nymphe sowie ein Nachkomme der Titanen, nach denen die größten Saturnmonde benannt sind. Daphnis erblindete aufgrund eines Treuebruchs mit einer Nymphe. Er wollte Eros besiegen, indem er seiner von Aphrodite geweckten Liebe zu Xenea nicht nachgeben wollte. Außerdem verliebte sich Pan in Daphnis und brachte ihm das Spielen der Panflöte bei. Durch seine Erblindung stürzte er von einem Felsen herab und wurde selbst in einen Felsen verwandelt.
Der Name entstammt dem Lorbeerhain, in dem Daphnis geboren und von seiner Mutter ausgesetzt worden ist. Die Monde Daphnis und Pan – der einzige andere Schäfermond innerhalb von Saturns Hauptringen – wurden beide nach mythologischen Figuren benannt, die mit Schafhirten assoziiert werden.
Bahneigenschaften
Umlaufbahn
Daphnis umkreist Saturn auf einer prograden, fast perfekt kreisförmigen Umlaufbahn in einem mittleren Abstand von rund 136.505,5 km (ca. 2,265 Saturnradien) von dessen Zentrum, also 73.237 km über dessen Wolkenobergrenze. Die Bahnexzentrizität beträgt 0,0000331, die Bahn ist 0,0036° gegenüber dem Äquator von Saturn geneigt, liegt also fast genau in der Äquatorebene des Planeten. Durch die kleine Exzentrizität variiert die Entfernung zu Saturn um nur rund 10 km, durch die geringe Neigung in der Höhe um nur etwa 17 km.
Die Umlaufbahn des nächstinneren Mondes Pan ist im Mittel 2.921 km von Daphnis’ Orbit entfernt, die Entfernung der Bahn des nächstäußeren Mondes Atlas beträgt im Mittel 1.165 km.
Daphnis umläuft Saturn in 14 Stunden, 15 Minuten und 28,5 Sekunden. Dies entspricht in etwa der Umlaufzeit des Uranusmondes Cupid. Daphnis benötigt für einen Umlauf etwa 27 Minuten länger als der innere Nachbar Pan.
Der Mond läuft in der 42 km breiten nach James Edward Keeler benannten Keeler-Lücke des A-Rings, die nur etwa 270 km von der Außenkante des A-Rings entfernt ist, um den Planeten. Er ist dabei als Schäfermond wirksam und bewirkt mit seiner Gravitation, dass die Keeler-Lücke weitgehend frei von Ringpartikeln bleibt. Wissenschaftler haben keine Bahnstörungen durch weiter außen laufende Monde beobachtet.
Der Mond umläuft Saturn innerhalb eines kritischen Abstandes, der sogenannten Roche-Grenze, was einen größeren Mond in diesem Bereich zum Zerbersten bringen würde. Wahrscheinlich wird Daphnis nur aufgrund seiner geringen Größe oder eines lockeren inneren Aufbaus vor diesem Schicksal bewahrt.
Rotation
Daphnis ist immer mit derselben Seite dem Saturn zugewandt, das heißt, er weist damit, wie der Erdmond, eine synchrone Rotation auf. Die Rotationszeit ist daher gleich der Umlaufzeit, die somit ebenfalls 14 Stunden, 15 Minuten und 28,5 Sekunden beträgt.
Physikalische Eigenschaften
Größe
Daphnis hat einen mittleren Durchmesser von 7,8 km. Auf den Aufnahmen des Saturn-Orbiters Cassini erscheint Daphnis als ein unregelmäßig geformtes, längliches Objekt mit Abmessungen von 9 × 9 × 6 km, wobei die Längsachse auf Saturn ausgerichtet ist.
Innerer Aufbau
Die mittlere Dichte von Daphnis ist mit 0,34 g/cm³ weitaus geringer als die der Erde und sogar wesentlich niedriger als die Dichte von Saturn; sie ist so niedrig, dass Daphnis noch besser als der Saturn in Wasser schwimmen würde. Dies weist darauf hin, dass der Mond überwiegend aus Wassereis zusammengesetzt ist.
Dass Daphnis den Saturn innerhalb der Roche-Grenze umläuft, weist darauf hin, dass er entweder eine sehr feste innere Struktur hat, oder dass er zu den sogenannten Rubble Piles gehört, die durch die vergleichsweise schwache Gravitation im Innern Hohlräume aufweisen. Durch die extrem niedrige mittlere Dichte ist die letztgenannte Hypothese wahrscheinlicher.
Oberfläche
Daphnis weist eine hohe Albedo von geschätzten 0,5 auf, was bedeutet, dass er eine helle Oberfläche besitzt, die 50 % des eingestrahlten Sonnenlichts reflektiert. Die mittlere Oberflächentemperatur von Daphnis wird auf ungefähr −195 °C (78 K) geschätzt.
Erforschung
Aufgrund der geringen Größe, der scheinbaren Helligkeit von 24,0m (die 1 : 2.000.000.000 jener des Zentralplaneten beträgt) sowie der Überstrahlung durch Saturn wegen der großen Nähe ist Daphnis mit erdgebundenen Teleskopen nicht auszumachen.
Daphnis wurde bislang von drei Raumsonden besucht, namentlich von den Vorbeiflugsonden Voyager 1 am 12. November 1980 und Voyager 2 am 25. August 1981 sowie dem Saturn-Orbiter Cassini, der seit Juli 2004 den Saturn umkreist. Daphnis wurde von Cassini mehrmals ins Visier genommen, so dass seine orbitalen Parameter mittlerweile ziemlich genau bekannt sind. Der Vorbeiflug mit der größten Nähe von Cassini ereignete sich am 5. Juli 2010, als die Sonde den Mond in einer Entfernung von 72.816 km passierte.
Weblinks
- IAUC 8730: Saturn XXXV (Daphnis) = S/2005 S 1 17. Juli 2006 (Benennung; englisch)
- IAUC 8524: S/2005 S 1 6. Mai 2005 (Entdeckung; englisch)
Einzelnachweise
- ↑ Paul Rincon: Saturn overtakes Jupiter as planet with most moons. BBC, 7. Oktober 2019, abgerufen am 20. März 2020 (englisch).
| weiter innen | Saturnmonde | weiter außen |
| Pan | Große Halbachse (km)Daphnis 136.500 | Atlas |
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Saturn's inner moon Daphnis on a detailed photograph by Cassini.
Never-before-seen looming vertical structures created by the tiny moon Daphnis cast long shadows across the rings in this startling image taken as Saturn approaches its mid-August 2009 equinox.
Daphnis, 8 kilometers (5 miles) across, occupies an inclined orbit within the 42-kilometer (26-mile) wide Keeler Gap in Saturn's outer A ring. Recent analyses by imaging scientists published in the Astronomical Journal illustrate how the moon's gravitational pull perturbs the orbits of the particles forming the gap's edge and sculpts the edge into waves having both horizontal and vertical components.
Measurements of the shadows in this and other images indicate that the vertical structures range between one-half to 1.5 kilometers tall (about one-third to one mile), making them as much as 150 times as high as the ring is thick. The main A, B and C rings are only about 10 meters (about 30 feet) thick. Daphnis itself can be seen casting a shadow onto the nearby ring.
This image of shadows on the rings and others like it (see PIA11656 and PIA11655) are only possible around the time of Saturn's equinox which occurs every half-Saturn-year (equivalent to about 15 Earth years). The illumination geometry that accompanies equinox lowers the sun's angle to the ringplane and causes out-of-plane structures to cast long shadows across the rings.
This view looks toward the sunlit side of the rings from about 57 degrees below the ringplane. The image was taken in visible light with the Cassini spacecraft narrow-angle camera on May 24, 2009. The view was acquired at a distance of approximately 826,000 kilometers (513,000 miles) from Daphnis and at a Sun-Daphnis-spacecraft, or phase, angle of 121 degrees. Image scale is 5 kilometers (3 miles) per pixel.