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Neues aus der Welt der Wissenschaft |
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Der wahre Herr der Ringe |
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| | | Als Galileo Galilei vor fast 400 Jahren die Ringe des Saturn entdeckte, war selbst der bis dahin "erfolgsverwöhnte" Entdecker der Jupitermonde begeistert. Dem bislang noch nicht erschöpfend geklärten Geheimnis der Saturn-Ringe will die NASA nun mit verstärkten Bemühungen und der 2004 den Saturn erreichenden Raumsonde Cassini auf den Grund gehen. |
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"Nach vielen Jahren der Untersuchung sind wir nach wie vor nicht ganz sicher, wie die Ringe des Saturn entstanden sind", erklärt Jeff Cuzzi vom "Ames Research Center" der NASA die derzeitige Ausgangslage für die neuen Projekte.
2004 soll die Raumsonde Cassini, welche bereits seit 6. Oktober 1997 unterwegs ist, nah an den Planeten Saturn herankommen und unter anderem die ihn umgebenden Ringe sowie die Zusammensetzung des dort kreisenden Staubes analysieren, wie die NASA jetzt online berichtet.
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Viel jünger als gedacht? |
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Einst dachten viele Astronomen, dass sich die Ringe des Saturn gleichzeitig mit dem Planeten geformt hätten: vor 4,8 Milliarden Jahren, als sich die Sonne und mehrere Planeten aus wirbelnden, interstellaren Gaswolken bildeten.
Doch jetzt scheint sich laut Cuzzi immer mehr die Ansicht durchzusetzen, dass die besagten Ringe wesentlichen jüngeren Ursprunges sind, als bislang angenommen, nämlich dass diese in etwa aus der Zeit der Dinosaurier stammen (ca. 250 bis 60 Millionen Jahre).
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Verschiedene Erklärungsmodelle |
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Cuzzi geht davon aus, dass vor einigen hundert Millionen Jahren entweder ein "mondgroßes Himmelsobjekt von außerhalb des Sonnensystems oder ein auf einem Saturnmond eingeschlagener Asteroid dazugeführt haben, dass freigesetzter Staub und Gesteinsbrocken die den Planeten umkreisenden Ringe bildeten."
Die Größe der Ring-Partikel reicht laut Cuzzi von mikroskopisch klein bis zu häusergroß. Die Ringschicht hat einen Umfang von 250.000 Kilometern, deren Dicke beträgt allerdings nur mehrere hundert Meter.
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Der Saturn und seine Ringe
Der Saturn ist der zweitgrößte Planet des Sonnensystems; er rotiert in 10 h 14 min. Seine Dichte ist geringer als die des Wassers (0,7). Die Atmosphäre enthält Methan, Ammoniak, Wasserstoff und Helium. Der innere Aufbau ähnelt dem des Jupiter. Das Magnetfeld ist 1.000-mal stärker als das der Erde. Der Saturn ist von Dutzenden Monden und einem Ringsystem umgeben.
Der Saturn wird in der Ebene seines Äquators von Eis- und Staubteilchen bis hin zu meteoritenähnlichen Brocken umkreist, die sich in Form von Ringen anordnen. Es gibt den äußeren A-Ring, den B-Ring und den inneren C-Ring. Dieses System hat einen Durchmesser von 278.000 km und eine Dicke von höchstens einigen Hunderten Metern. Ganz innen befindet sich der extrem schwache Ring D. Außerhalb von Ring A entdeckten die Voyager-Raumsonden noch weitere Ringe: E, F und G. Ferner zeigten sich Tausende von Ringteilungen. Einige Monde begrenzen Ringe nach außen und innen. |
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 Mehr zum Saturn |
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Auffällige Helligkeit der Ringe |
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Eine mögliche Ursache für das wahrscheinlich junge Alter der Saturn-Ringe sieht Cuzzi in der relativ großen Helligkeit der Ringe: diese würden nämlich im Laufe der Zeit riesige Mengen an Schutt und Fragmenten sowie Staub von Asteroiden und Kometen einlagern.
Das würde schließlich zu einer sich verstärkenden Helligkeitsabnahme führen. Demnach müssten die Ringe, wären diese zeitgleich mit dem Saturn entstanden, eine wesentlich geringere Helligkeit aufweisen.
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Weitere Ursache: Die "Schäferhundmonde" |
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Die zweite Ursache für die junge Entstehung der Ringe könnte mit kleinen Monden in den äußeren Regionen des Ringsystems in Verbindung stehen. Diese Monde werden von den Astronomen auch "Schäferhundmonde" (shepherd satellites) genannt.
Sie könnten laut dem NASA-Astronomen Cuzzi ein bestimmtes Drehmoment entwickelt haben, dass dazu führt, dass "während der nächsten Hundert Millionen Jahre die äußere Hälfte der Ringe in Richtung des Planeten strebt und die kleinen Monde weggeschleudert werden. Das ist ein sehr dynamisches junges System."
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Planetenringe
Als Planetenringe bezeichnet man eine dünne Scheibe aus großen oder kleinen Teilchen, die einen Planeten in der Äquatorebene umlaufen. Jupiter, Saturn, Uranus und Neptun haben alte Ringsysteme. Die Saturnringe sind die auffallendsten und wurden schon im 17. Jahrhundert mit dem Teleskop entdeckt, während die Jupiterringe 1979 von Voyager 1 und die Ringe von Uranus und Neptun bei Sternbedeckungen gefunden und in den achtziger Jahren von Voyager 2 bestätigt wurden. Schon im 19. Jahrhundert waren mehrere, die Ringsysteme bestimmende Faktoren bekannt.
Die Ringsysteme um die vier großen Planeten zeigen Ähnlichkeiten und Unterschiede. So bestehen die Hauptringe des Saturn u.a. aus hellen Eisteilchen, während die anderen drei Planeten dunkle Ringe haben. Einige Ringe sind eng und gut zu unterscheiden, andere sind Schichten von einem Kilometer oder weniger Dicke in der Äquatorebene. Kollisionen zwischen den Ring-Teilchen führen dazu, dass sich die Ringe nach innen und außen weiten. |
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Mehr zu Planetenringen (Planetary Rings) |
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Das Gewicht der Argumente |
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Das zweite seiner Argumente hält Cuzzi für schwerwiegender als das erste, "da man bisher nicht ganz sicher sein kann, dass es im Orbit des Saturn genügend Staub gibt, um die Ringe zu "verschmutzen" und abzudunkeln."
Eine möglichst eindeutige Antwort auf jene Frage soll spätestens der Besuch der Raumsonde Cassini - geplant 2004 - liefern. Bereits in den 80er Jahren des vorigen Jahrhunderts machte allerdings die Voyager erste Nahaufnahmen der Saturn-Ringe.
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"Seltsame Strukturen" |
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Die Voyager entdeckte "seltsame" Strukturen innerhalb der Ringlandschaften: spiralartige und wellenartige Formen. "Manche dieser Wellen haben Formen wie die von Spiralarmen großer Galaxien", so Cuzzi. Der Ursprung einiger, aber nicht aller dieser Wellen liege in Schwerkraftimpulsen der Saturn-Monde.
Andere dabei entdeckte Strukturen sind vielen Astronomen ein noch nicht vollständig gelöstes Rätsel. Manche könnten Zeichen großer Felsbrocken aus den Weiten des Alls sein, die durch die Ringsysteme des Planeten "tauchten".
Eine umfassendere Erklärung und Analyse der bislang noch unbeantworteten Fragen über den Ursprung und die genaue Zusammensetzung der Saturn-Ringe soll laut den NASA-Astronomen ab Juli 2004 die Raumsonde Cassini liefern.
Diese wird den zweitgrößten Planeten unseres Sonnensystems mehrere Jahre lang umkreisen und soll mit ihren Aufnahmen ein neues Verständnis des Saturn gewährleisten.
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01.01.2010 |
