CASSINI
Der Stoff, aus dem die Saturnringe sind
von Hans Zekl
für astronews.com
30. Mai 2005

Die Ringe des Planeten Saturn haben seit ihrer Entdeckung durch Galileo die Astronomen fasziniert. Eines ist sicher: Die Saturnringe sind keine festen Gebilde, sondern bestehen aus Myriaden unterschiedlich großer Brocken, die in einer dünnen Ebene den Planeten umkreisen. Nun untersuchte die Sonde Cassini die Ringstruktur mit bisher unerreichter Genauigkeit und brachte zumindest ein wenig Licht in das rätselhafte Ringsystem.

Konstruiertes Bild des Saturnring-Systems auf Grundlage der Cassini-Radiodaten: Lila Bereiche sind Regionen, in denen es relativ wenig Teilchen mit einer Größe kleiner als fünf Zentimeter gibt. Die grünen und blauen Bereiche kennzeichnen Regionen in denen es Teilchen mit weniger als fünf bzw. einem Zentimeter Größe gibt. Aus der weißen Region im B-Ring lagen nicht genug Daten vor. Foto: NASA / JPL [Großansicht]

Saturn ist von mehreren tausend Ringen umgeben, die sich in sieben Hauptringe einordnen lassen. Diese sind einfach in der Reihenfolge ihrer Entdeckung mit den Buchstaben des Alphabets durchnummeriert: Von innen nach außen unterscheiden Forscher den D, C, B, A, F, G und E-Ring. Die Gesamtausdehnung des Ringsystems übersteigt die Entfernung zwischen Erde und Mond.

Die Entstehung allerdings ist bislang ein Rätsel. Aus theoretischen Überlegungen folgt, dass die Ringe noch relativ jung sein müssen. Genauere Schlüsse können Forscher aber erst ziehen, wenn sie mehr über den Aufbau und die Zusammensetzung der Ringe erfahren.

Schon die Voyager-Sonden versuchten die Größe der Ringbestandteile zu bestimmen. Aber wegen ihres geringen Auflösungsvermögens konnten sie keine Objekte feststellen, deren Durchmesser kleiner als 100 Meter war. Insbesondere widersetzte sich der B-Ring einer genaueren Untersuchung. Die Cassini-Sonde, die den Planeten seit dem 30. Juni 2004 umrundet, begann nun am 3. Mai mit der erste einer Reihe von Untersuchungen der Ringe.

Dazu nutzten die Wissenschaftler eine so genannte Radiobedeckung. Von der Erde aus gesehen verschwand die Sonde mehr oder minder hinter den Saturnringen. Zur selben Zeit schickte Cassini ein Radiosignal zur Erde. Aus der Schwankung der Signalstärke in drei verschiedenen Frequenzbereichen konnten die Forscher auf die Dichte und Größe der Ringbestandteile schließen, denn je dichter der Ring ist, um so schwächer wird das Signal. "Die Struktur dieser bemerkenswerten Ringe ist faszinierend", erklärt Essam Marouf von der kalifornischen San Jose State University. "Die Ringe bestehen aus Objekten, die bis zu mehreren Metern groß sind".

Allerdings gibt es deutliche Unterschiede zwischen den einzelnen Ringen. So finden sich offensichtlich im B-Ring und den inneren Bereichen des A-Rings nur wenige Teilchen, die kleiner als fünf Zentimeter sind. Dagegen kommen diese im C- und dem äußeren A-Ring häufiger vor. In den inneren und äußeren Bereichen des B-Rings wurden weitere Ringe gefunden, die mehrere hundert Kilometer breit sind und sehr unterschiedliche Mengen an Material enthalten.

In einem dicken, 5000 Kilometer breiten Kern befinden sich mehrere Bänder, in denen die Dichte viermal so hoch wie im A-Ring und fast 20 mal soviel wie im C-Ring ist. Gegenüber dem relativ strukturlosen A-Ring und der im C-Ring enthaltenen Wellenstruktur, zeigt der B-Ring zahlreiche Struktureigenschaften.

Vorwiegend in den äußeren Bereichen des A-Rings entdeckte Cassini mehr als 40 so genannte Dichtewellen. Diese finden sich in der Nähe der winzigen Monde, die dicht vor dem Ring um Saturn kreisen. Die Beobachtungen dieser Wellen wird den Wissenschaftlern neue Erkenntnisse über die Dichte, die Dicke und weiteren physikalischen Parametern der Ringe verraten. Diese Bedeckungsexperimente bilden mit anderen das Herzstück der wissenschaftlichen Experimente. Bis September werden sie noch siebenmal durchgeführt.