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SATURN
Cassini beobachtet Einschläge im Ringsystem
von Stefan Deiters
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29. April 2013

Dank Aufnahmen der Saturnsonde Cassini konnten Astronomen jetzt erstmals verfolgen, wie kleine Meteoroiden mit dem Ringsystem des Planeten kollidieren. Sie entdeckten auf Bildern der Ringe entsprechende verräterische Spuren. Die Häufigkeit, mit der es zu solchen Kollisionen kommt, scheint der Rate auf der Erde zu gleichen.

Saturnring

Die langgezogene helle Wolke (in der unteren Bildhälfte) im A-Rring  des Saturn ist ein Hinweis auf einen Einschlag. Bild: NASA/JPL-Caltech/Space Science Institute / Cornell

Durch die in der vergangenen Woche in der Wissenschaftszeitschrift Science vorgestellten Beobachtungen wird Saturn zum vierten Objekt im Sonnensystem, bei dem es gelungen ist, die Folgen von Einschlägen praktisch in Echtzeit zu verfolgen. Vergleichbare Beobachtungen konnte man bislang nur auf der Erde, dem Mond und dem Gasriesen Jupiter machen. Daten über die Häufigkeit solcher Einschläge in verschiedenen Regionen des Sonnensystems erlauben den Astronomen auch Rückschlüsse auf die Entstehungsgeschichte der Planeten an diesen Stellen.

Jeder, der schon einmal das Glück hatte, eine Sternschnuppe zu sehen, weiß, dass es im Sonnensystem unzählige kleine Brocken gibt, die zusammen mit den Planeten und Asteroiden die Sonne umkreisen. Manchmal geraten sie jedoch auf Kollisionskurs mit einem Planeten. Im Falle der Erde treten diese Meteoroiden dann in die Atmosphäre ein und verglühen als Meteore oder Sternschnuppen. Bei größeren Brocken kann noch ein Rest die Erdoberfläche erreichen. Diese Reste nennt man dann Meteoriten.

Die Meteoroiden, die mit den Ringen des Saturn kollidieren, haben nach Ansicht der Astronomen eine Größe zwischen einem Zentimeter und mehreren Metern. Die Wissenschaftler benötigten mehrere Jahre, um auf den Bildern, die die Saturnsonde Cassini von den Ringen des Planeten gemacht hatte, die Spuren von insgesamt neun Einschlägen von Meteoroiden aufzuspüren, die sich 2005, 2009 und 2012 ereignet hatten.

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Die Ringe des Saturn haben sich schon in der Vergangenheit als äußerst empfindliche Detektoren für ganz verschiedene Phänomene rund um den Planeten erwiesen. So hinterlässt der Umlauf der zahlreichen Monde verräterische Spuren im Ringsystem und eine Welle, die über 19.000 Kilometer durch die innersten Ringe läuft, ist ein Hinweis auf den Treffer eines besonders großen Meteoroiden, den es 1983 gegeben haben muss (astronews.com berichtete).

"Diese neuen Ergebnisse deuten darauf hin, dass die Einschlagrate dieser kleinen Brocken beim Saturn etwa genauso groß ist wie bei der Erde - zwei sehr unterschiedliche Regionen in unserem Sonnensystem. Das ist schon faszinierend zu sehen", meint Linda Spilker, die Cassini-Projektwissenschaftlerin am Jet Propulsion Laboratory der NASA. "Um dies herauszufinden, bedurfte es des Ringsystems des Saturn, das - mit der 100-fachen Oberfläche der Erde - als riesiger Meteoroidendetektor diente und der langen Tour von Cassini durch das Saturnsystem."

Dabei hatte das Cassini-Team noch eine extra Portion Glück, da sich Cassini zu einem besonderen Zeitpunkt im Saturnsystem befand - nämlich rund um die Tagundnachtgleiche im Jahr 2009 (astronews.com berichtete): Die Sonne schien in dieser Zeit praktisch direkt auf die Kante der Ringe, so dass sich die Partikelwolken, die bei den Einschlägen aufgewirbelt wurden, auf den Cassini-Aufnahmen besonders gut vor den dunklen Ringen abzeichneten.

"Wir wussten, dass sich diese kleinen Einschläge ständig ereignen, aber wir konnten nicht einschätzen, wie groß und wie häufig sie sind", so Matt Tiscareno von der Cornell University, der auch zum Cassini-Team gehört. "Wir hatten auch nicht unbedingt erwartet, dass sie sich in Form von spektakulären langgezogenen Wolken zeigen. Das Sonnenlicht, das direkt auf die Kante der Ringe schien, hat praktisch wie eine Enttarnvorrichtung gewirkt, so dass diese ansonsten unsichtbaren Strukturen sichtbar wurden."

Die Wissenschaftler vermuten, dass die Meteoroiden einer bestimmten Größe bei der ersten Kollision mit den Ringen zunächst zerbrechen und die Bruchstücke dann in einen Orbit um Saturn geraten. Beim anschließenden Einschlag dieser Bruchstücke in die Ringe werden dann Partikelwolken aufgewirbelt. Da die Partikel in diesen Wolken allerdings alle verschiedene Umlaufgeschwindigkeiten um Saturn haben, werden die Wolken schnell gestreckt, so dass sie auf den Bildern als lange, helle Streifen zu erkennen sind.

"Die Ringe des Saturn sind normalerweise hell und sehr sauber, was bei einigen zu der Vermutung führt, dass sie deutlich jünger sind als der Saturn selbst", erklärt Jeff Cuzzi vom Ames Research Center der NASA, der auch zum Team gehörte und ein Spezialist für Planetenringe und Staub ist. "Um diese These zu überprüfen, ist es wichtig, die Rate zu kennen, mit der Material von außerhalb in das Ringsystem gerät. Die neue Untersuchung liefert dazu wichtige Daten, da Einschläge entdeckt wurden, die bislang nicht direkt auszumachen waren." 

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siehe auch
Planetenringe: Wellen verraten frühere Kollisionen - 5. April 2011
Cassini: Ganz neuer Blick auf die Saturnringe - 22. September 2009
Links im WWW
Cassini, Seite der NASA
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