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Überraschungen in
Saturns Ringen
von Stefan Deiters
astronews.com
23. Mai 2007
Eine gründliche Untersuchung des Ringsystems des Saturn mit
Hilfe der Sonde Cassini
lieferte nun eine Überraschung: Die Ringe sehen anders aus, als es die Astronomen
erwartet hatten. Sie bestehen offenbar nicht aus einer gleichförmigen Wolke aus
kleinen Teilchen, sondern meist aus größeren Klumpen. Auch die Gesamtmasse des
Ringsystems hat man wohl bislang unterschätzt.
Falschfarben-Aufnahme der Saturnringe. Die
Farben stehen für verschiedene Orientierungen
der Klumpen, die Helligkeit für die Dichte der
Ringpartikel. Der äußere bläuliche Bereich ist
der A-Ring, daran schließt sich die Cassinische
Teilung an. Der B-Ring umfasst den
anschließenden gelben und blauen Bereich. Im
zentralen gelben Bereich kann kein Sonnenlicht
durch den Ring dringen. Ganz links der C-Ring.
Bild: NASA /JPL /
University of Colorado
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"Das Bild, was wir uns von den Ringen gemacht haben, stimmt
nicht mit dem was wir hier sehen überein", erläutert Larry Esposito von der
University of Colorado in Boulder und verantwortlich für den
Ultraviolett Imaging Spectropgraph an Bord von Cassini. "Wir dachten, dass wir eine gleichförmige Wolke aus kleinen
Partikeln zu sehen bekommen, aber stattdessen sind die Teilchen verklumpt und es
gibt große Lücken zwischen ihnen. Würde man mit einem Flugzeug unter den Ringen
entlang fliegen, würde man manchmal das Sonnenlicht sehen können. Es würde also
abwechselnd hell und dunkel. Das sähe anders aus, wenn man eine
gleichförmige Wolke aus Teilchen über sich hätte."
Da die Astronomen bislang davon ausgegangen waren, dass die Teilchen in den
Saturnringen gleichmäßig verteilt sind, dürften sie auch die Gesamtmasse in den
Ringen unterschätzt haben - vermutlich um einen Faktor zwei oder sogar mehr.
"Das Ergebnis der neuen Untersuchungen wird uns helfen, die Frage nach dem Alter
und der Herkunft der Saturnringe zu beantworten", macht Josh Colwell von der
University of Central Florida die Bedeutung der jetzt vorliegenden
Resultate deutlich. Die Ergebnisse erscheinen in einer Ausgabe der
Fachzeitschrift Icarus.
Auch Cassini kann die Zusammensetzung der Ringe nicht direkt
beobachten, weswegen die Astronomen einen Trick anwandten: Sie beobachteten mit
Cassini die Helligkeit des Sterns Alpha Arae, während sich die Ringe zwischen
der Raumsonde und dem Stern befanden. Dadurch erhielten die Wissenschaftler ein
Maß dafür, wie viel Material sich zwischen Cassini und dem beobachteten
Stern befand. "Wenn man die Beobachtung von vielen Verdeckungen durch die Ringe von verschiedenen Positionen kombiniert, kann man eine
dreidimensionale Karte der Ringstruktur erstellen und einiges über die Form,
Abstand und Orientierung von Teilchenklumpen erfahren", so Colwell.
Durch die Beobachtungen konnten die Wissenschaftler bestätigen, dass die
gegenseitige Anziehungskraft der Teilchen zu Klumpenbildung führt. Würden die
Ringen einen größeren Abstand von Saturn haben, könnte aus diesen Klumpen einmal
ein Mond werden. In dieser Nähe zu Saturn haben die Klumpen aber nur eine kurze
Lebensdauer: Wenn sie eine Größe von vielleicht 30 bis 50 Metern erreicht haben,
werden sie durch die unterschiedlichen Geschwindigkeiten auf der Umlaufbahn in
die Länge gezogen und lösen sich wieder auf.
"Zu jeder beliebigen Zeit befinden sich die meisten Teilchen in einem der
Klumpen", erklärt Colwell. "Aber die Teilchen bewegen sich von Klumpen zu
Klumpen, da Klumpen immer wieder neu entstehen und wieder zerstört werden." Für
den dichten B-Ring hatte das bisherige Modell einer gleichförmigen Partikelwolke vorhergesagt, dass Teilchen im Durchschnitt zwei Mal pro Stunde
kollidieren. "Unsere Daten zeigen, dass die Partikel des B-Rings sich die meiste
Zeit in direktem Kontakt zu anderen Partikeln befinden."
Die Klumpen haben die Astronomen in allen Bereichen des B-Rings gefunden, die
lichtdurchlässig sind. Zudem scheinen die B-Ring-Klumpen
überraschenderweise sehr breit und flach zu sein. Die Forscher schätzen, dass
sie etwa zehn bis 50-mal breiter sind als dick. Im Vergleich zu den Klumpen des
A-Rings sind die B-Ring-Klumpen deutlich flacher und es gibt nur einen
geringeren Zwischenraum zwischen ihnen.
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