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CASSINI
Überraschungen in Saturns Ringen
von Stefan Deiters
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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. 

Saturns Ringe

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 [Großansicht]

"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.

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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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siehe auch
Cassini: Neue Ringe und verräterische Muster - Oktober 2006
Saturn: Was Propeller über die Ringentstehung verraten - 7. April 2006
Cassini: Ringsystem des Saturn hat Atmosphäre - 2. September 2005
Ringplaneten: Recycling verlängert Leben der Ringe - 8. Dezember 2003
AstroLinks: Saturn
Links im WWW
Cassini-Huygens, Missionsseite der NASA/JPL
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