Deshalb hat Jupiter mehr große Monde als Saturn

Jupiter und Saturn haben die größten Mondfamilien im Sonnensystem. Derzeit sind bei Jupiter mehr als 100 Monde bekannt. Saturn kommt zusammen mit seinem ausgeprägten Ringsystem sogar auf mehr als 280 registrierte Monde. Doch diese Begleiter sind sehr unterschiedlich. Jupiter hat vier besonders große Monde, darunter mit Ganymed sogar den größten Mond des Sonnensystems. Bei Saturn sticht dagegen nur Titan heraus, der zweitgrößte Mond im Sonnensystem. Genau diese ungleiche Verteilung wollte das Team erklären.

Dafür simulierten die Wissenschaftler das Innere junger Gasriesen, ihre Magnetfelder und die Scheiben aus Gas und Staub um die Planeten, aus denen Monde entstehen können. Solche Scheiben nennt die Forschung circumplanetare Scheiben. Sie gelten als Kinderstube für junge Monde.

Starkes Magnetfeld schafft Schutzraum

Nach dem Modell bildete Jupiters starkes Magnetfeld in der Scheibe eine innere Lücke, einen Bereich mit deutlich weniger Material. Dieser Raum könnte verhindert haben, dass mehrere große Monde auf dem Weg nach innen verloren gingen. Laut Studie bildet sich eine sogenannte Laplace Resonanz am Rande einer Lücke in der circumplanetaren Scheibe leichter. So ließ sich erklären, warum Jupiter heute ein reiches System großer Monde besitzt.

Bei Saturn reichte das Magnetfeld der jungen Planetenphase laut Studie nicht aus, um einen solchen Hohlraum zu schaffen. Wandernde Monde hatten dort schlechtere Überlebenschancen, weil sie sich in Richtung Saturn bewegten und vom Planet verschluckt wurden. Deshalb entstand nach dem Modell kein ähnlich dichtes System großer Monde wie bei Jupiter. Der Mond Titan konnte demnach nur auf einer weit außen liegenden Bahn entstehen.

Blick auf ferne Mondsysteme

Die Autoren sehen darin auch einen wichtigen Hinweis für die Suche nach Exomonden, also Monden bei Planeten um andere Sterne. Gasriesen von der Größe Jupiters oder größer könnten dem Modell nach eher kompakte Systeme mit mehreren großen Monden bilden. Planeten von Saturngröße würden eher nur ein oder zwei große Monde hervorbringen. Eventuell könnte man daraus schließen, dass diese Planeten dafür mehr kleinere Monde beherbergen als Systeme ähnlich wie Jupiter.

Für die Forschung ist das relevant, weil sich mit einem einheitlichen Modell gleich mehrere Mondsysteme erklären lassen könnten. Zugleich bleibt die Arbeit ein Simulationsmodell, das nun mit künftigen Beobachtungen an Exomonden und Scheiben um junge Planeten geprüft werden muss.