Ruth-Sophie Taubner, MSc

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1 Ruth-Sophie Taubner, MSc Research Platform ExoLife University of Vienna Astrobiologie-Seminar

2 Icy Moons Abb. 1: ausgewählte Monde des Sonnensystems, NASA (2011) Ruth-Sophie Taubner 2 / 35

3 Icy Moons Jupiter Ganymede Callisto Io Europa M Saturn Titan Rhea Iapetus Dione Tethys Enceladus Mimas M Uranus Titania Oberon (Ariel) (Umbriel) Miranda M Neptun Triton (Proteus) (Nereid) M Pluto Charon 0.02 M Abb 2: Planets of the outer Solar System and Pluto, Planets: Pluto (nicht maßstabsgetreu): NASA Ruth-Sophie Taubner 3 / 35

4 Cassini Abb. 3: Cassini-Huygens, Abb. 4: interplanetare Flugbahn von Cassini-Huygens, Discover Magazine Blog, Ruth-Sophie Taubner 4 / 35

5 Cassini Abb. 5: Cassini Mission Overview, NASA/JPL Ruth-Sophie Taubner 5 / 35

6 Titan Abb. 6: Ruth-Sophie Taubner 6 / 35

7 Titan Eckdaten Distanz zu Saturn km Mittlere Oberflächentempertur 94 K Distanz zur Sonne 9.54 AU Mittlere Dichte 1881 kg/m 3 Mittlerer Durchmesser 5150 km Masse kg Atmosphärenhöhe 600km Druck auf Oberfläche 1.5 bar Abb. 7: Größenvergleich Titan zu Erde und Erdmond, Wikipedia ( ) Ruth-Sophie Taubner 7 / 35

8 Titan Innere Struktur Abb. 8: Inside Titan (Author's Concept- PIA15607), NASA/JPL-Caltech (2012) Ruth-Sophie Taubner 8 / 35

9 Titan topographische Karte Abb. 9: PIA16848: Global Topographic Map of Titan, NASA/JPL-Caltech/ASI/JHUAPL/Cornell/Weizmann, Ruth-Sophie Taubner 9 / 35

10 Titan Oberfläche Abb. 11: Huygens Landestelle im Vergleich mit Strukturen auf der Erde, NASA/JPL/ESA/University of Arizona and S.M. Matheson. Abb. 10: Huygens Landestelle, ESA/NASA/University of Arizona Ruth-Sophie Taubner 10 / 35

11 Titan - Seen Abb. 12: some of Titan s Lakes, NASA/JPL. Abb. 13: some of Titan s Lakes, NASA/JPL/USGS. Abb. 14: Titan s Nile River, NASA/JPL Caltech/ASI Ruth-Sophie Taubner 11 / 35

12 Titan- Atmosphäre Abb. 15: untere Titanatmosphäre, Abb. 16: Metahnkreislauf, ESA. Raulin (2008) Ruth-Sophie Taubner 12 / 35

13 Enceladus Eckdaten Distanz zu Saturn km Mittlere Oberflächentemperatur 75 K Distanz zur Sonne 9.54 AU Mittlere Dichte 1609 kg/m 3 Mittlerer Durchmesser 502 km Masse kg Atmosphärenhöhe ---- (lokal) ---- Druck auf Oberfläche Abb. 17: Größenvergleich Enceladus zu Spanien, Michael Carroll ( ) Ruth-Sophie Taubner 13 / 35

14 Differenzierung (Modell) - Kernradius: ca. 170km - Eis/Wasser-Schale: ca. 80 km Abb. 18: Innere Struktur von Enceladus, R.-S. Taubner, Abb. Abb. 19b: 19a: Schematische Enceladus Darstellung Roll (PIA08500), von NASA/JPL/Space Enceladus Innerer Science Struktur. Institute Ruth-Sophie Taubner 14 / 35

15 Oberfläche Abb. 20: Geologische Karte von Enceladus Crow-Willard and Pappalardo (2010), p Ruth-Sophie Taubner 15 / 35

16 South Polar Region Abb. 21: Temperaturverteilung von Enceladus Oberfläche (9 und 16.5 m, Juli PIA06432), NASA/JPL/GSFC Ruth-Sophie Taubner 16 / 35

17 Tiger Stripes Abb. 22: Jet spots in Tiger Stripes (März 2008), Abb. 23: Jet spots in Tiger Stripes (März NASA/JPL/University PIA10361), of Colorado. NASA/JPL/GSFC/SwRI/SSI Ruth-Sophie Taubner 17 / 35

18 Plumezusammensetzung Abb. 24: Massenspektrum von Enceladus Plume (9.Oktober 2008), Waite et al. (2009), p Ruth-Sophie Taubner 18 / 35

19 Astrobiologie Leben im unterirdischen Wasserreservoir? Vorhandensein von flüssigem Wasser, einer Energiequelle und den essentiellen biogenen Was Elementen braucht (CHNOPS) Leben wie wir es kennen ( Minimalvoraussetzung )? Ökosystem müsste unabhängig sein von Sonnenlicht ( keine Photosynthese) und Worauf vermutlich muss anaerob es verzichten? Spuren von Leben in Auswurfmaterial bzw. Bohren Wie (vgl. Europa)? könnten wir es nachweisen? Ruth-Sophie Taubner 19 / 35

20 Saturns restliche große Eismonde Rhea Iapetus Dione Tethys Mimas Abb. 25: Saturn s Ringsystem (PIA03550), NASA/JPL (2005) Ruth-Sophie Taubner 20 / 35

21 Saturns restliche große Eismonde Rhea Iapetus Dione Tethys Mimas Mittlere : 1528 km Mittlere Dichte: 1240 kg/m 3 Oberfläche ähnlich zu Dione Spuren von früherem Kryovulkanismus Spuren einer Atmosphäre Abb. 26: Rhea (PIA07763), NASA/JPL/Space Science Institute. Abb. 27: Größenvergleich Rhea zu Erde und Erdmond, Wikipedia ( ) Ruth-Sophie Taubner 21 / 35

22 Saturns restliche große Eismonde Rhea Iapetus Dione Tethys Mimas Mittlere : 1123 km Mittlere Dichte: 1470 kg/m 3 Oberfläche in zwei Hemisphären geteilt Spuren einer Atmosphäre (vgl. Erde in 480 km Höhe) Mittlere : 1436 km Mittlere Dichte: 1270 kg/m 3 Abb. 28: Iapetus (PIA08384), NASA/JPL/Space Science Institute. Abb. 29: Dione (PIA07746), NASA/JPL/Space Science Institute Ruth-Sophie Taubner 22 / 35

23 Saturns restliche große Eismonde Rhea Iapetus Dione Tethys Mimas Mittlere : 1062 km Mittlere Dichte: 984 kg/m 3 Oberfläche ähnlich zu Dione Spuren von früherem Mittlere : 1062 km Kryovulkanismus Mittlere Dichte: 984 kg/m Spuren einer Atmosphäre 3 Abb. 30: Tethys (PIA07738), NASA/JPL/Space Science Institute. Abb. 31: Mimas and Tethys Temperatur Verteilung, NASA/JPL-Caltech/GSFC/SWRI Ruth-Sophie Taubner 23 / 35

24 Mimas Abb. 32: Mimas (PIA12570), NASA/JPL/SSI. Abb. 33: 1 st Death Star (Star Wars), Lucasfilm Ltd. & TM. Abb. 34: 2 nd Death Star (Star Wars), Lucasfilm Ltd. & TM Ruth-Sophie Taubner 24 / 35

25 Uranus große Eismonde Abb. 35: Uranus Satellites, by Sea and Sky Ruth-Sophie Taubner 25 / 35

26 Uranus große Eismonde Miranda Abb. 36: Miranda (PIA01490), NASA/JPL/USGS Ruth-Sophie Taubner 26 / 35

27 Neptuns große Eismonde Abb. 37: Proteus (PIA00062), NASA. Mittlere : 2700 km Mittlere Dichte: 2061 kg/m 3 dünne Atmosphäre (99% N 2, 1% CH 4 ) geologisch aktiv (aktive Geysire) möglicher dünner ammoniakreicher unterirdischer Ozean Abb. 38: Nereid (PIA00054), NASA. Abb. 39: Triton, 1997 by A. Tayfun Oner Ruth-Sophie Taubner 27 / 35

28 Charon Abb. 40 Abb Ruth-Sophie Taubner 28 / 35

29 Terraforming Allgemein: die Schaffung einer von Strahlen schützenden dichten Atmosphäre mit möglichst freiem Sauerstoff und die Bewässerung der Planetenoberfläche als Grundlage organischen Lebens Walter, U., Zivilisation im All, Spektrum, S Ruth-Sophie Taubner 29 / 35

30 Terraforming Juristischer Standpunkt: Eine terraforming mission wäre eine Category IV bzw. sogar Category I Mission (nach COSPAR's Planetary Protection Policy) und somit nicht verboten! Ruth-Sophie Taubner 30 / 35

31 Terraforming Beispiel Titan: reduzieren der Atmosphäre Aufwärmen der Oberfläche (Vorsicht: Treibhauseffekt) Bakterien und Algen, die N 2 umsetzen und Boden furchtbar machen und schließlich Photosynthese betreiben Ruth-Sophie Taubner 31 / 35

32 Terraforming Probleme: Geringe Schwerkraft birgt gesundheitliche Probleme Strahlung von Planeten bzw. Sonnenwind neue Atmosphäre müsste ständig nachproduziert werden Wenn Mond erwärmt wird, schmilzt Wassereis und am ganzen Satellit gilt vermutlich Land unter Ruth-Sophie Taubner 32 / 35

33 Abb. 40: Waterworld, Universal Pictures.

34 Danke!

35 Literaturverzeichnis (Auszug): R.H. Brown, J.-P. Lebreton, and J.H. Waite, editors. Titan from Cassini-Huygens. Springer, A. Coustenis and F. Taylor. Titan - The Earth-Like Moon. World Scientic, C. P. McKay and H. D. Smith. Possibilities for methanogenic life in liquid methane on the surface of Titan, 178:274{276, November G. Schubert et al. Evolution of Icy Satellites, 153: , June B.W. Stiles et al. Determining Titan surface topography from Cassini SAR data. Icarus, 202: , August E. R. Stofan et al. The lakes of Titan. Nature, 445:61-64, January Taubner, R.-S. (2012). The possibility of the existence of a nitrogen cycle within Enceladus, Masterarbeit (+ alle Referenzen darin) JPL Solar System Dynamics, ssd.jpl.nasa.gov, Terraforming Wiki, diverse Wikipedia-Artikel