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Mittwoch, 24.05.2017
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Saturn: Radiowellen verraten neue Ringstrukturen

Messungen der Cassini-Sonde enthüllen Wellen und dramatische Dichteunterschiede

Sie sind komplex, würden die gesamte Lücke zwischen Erde und Mond füllen und ihr Urspürung ist noch immer in Teilen rätselhaft: die Ringe des Saturn. Bis heute entdecken Astronomen immer neue, bisher unbekannte Eigenschaften und Bestandteile des gewaltigen und komplexen Systems. Jetzt haben neue Aufnahmen der Cassini-Sonde erstmals neue Details des bisher kaum erforschten B-Rings enthüllt.
Saturnringe

Saturnringe

Die Sonde kartierte unter anderem die sieben Hauptringe des Systems, von innen nach außen in der Reihenfolge ihrer Entdeckung D, C, B, A, F, G und E benannt, mit einer bisher unerreichten Genauigkeit. „Alle Ringe scheinen von Partikeln eines breiten Größenspektrums bis hin zu mehreren Metern Durchmessern gebildet zu werden“, erklärt Essam Marouf von der kalifornischen San Jose State Universität, Mitarbeiter am Auswertungsteam der Radiomessungen.

Die Cassini-Messungen ergaben, dass die inneren und äußeren Teile des B-Rings Unterringe von hunderten von Kilometern Breite umfassen, die sich deutlich in Menge und Art des Materials unterscheiden, dass sie enthalten. Ein dicker, 5.000 Kilometer breiter Kernbereich des B-Rings enthält mehrere Bänder mit fast vier Mal größerer Materialdichte als der A-Ring und sogar der 20fachen Dichte des C-Rings. Die dramatisch variierende Struktur innerhalb des B-Rings steht ebenfalls in deutlichem Kontrast zum eher flachen A-Ring oder dem sanft gewellten C-Ring.

Doch auch im A-Ring entdeckte Cassini Neues: Mehr als 40 wellige Formen, von den Astronomen als Dichtewellen bezeichnet, dominieren den Außenbereich des Rings. Sie befinden sich in unmittelbarer Nähe zu den Monden, die knapp außerhalb des Rings ihre Bahn ziehen. Die Wissenschaftler wollen jetzt die Dichtewellen noch genauer analysieren, um aus ihnen mehr über die Dichte der Ringoberflächen, ihre vertikale Dicke und die physikalischen Eigenschaften zu erfahren.


„Eine wunderbare Anordnung von Wellen, verursacht durch die Interaktion mit der Schwerkraft der nahe gelegenen Monde, wurde im Ring a entdeckt“, erklärt Marouf. „Wir sehen auch eine größere Dichtewelle im dichteren B-Ring. Einige dieser Wellen wurden bereits in den Voyager- und früheren Cassini-Vorbeiflügen beobachtet, aber nicht in dieser großen Zahl und dieser außerordentlichen Klarheit.“

Die neuen Untersuchungen führte Cassini mithilfe der so genannten Radio-Okkultations-Beobachtung durch. Dabei fliegt die Sonde von der Erde aus gesehen hinter den Ringen und sendet ein Radiosignal durch das Ringmaterial zur Erde. Da je nach Zusammensetzung und Dichte dabei das Radiosignal beeinflusst wird, können die Forscher der Bodenstation aus dieser Veränderung auf die Verteilung und Anordnung des Ringmaterials und auf die Partikelgröße schließen.

Zum ersten Mal setzte Cassini dabei drei unterschiedliche Radiosignale ein, die von Teilchen verschiedener Größen unterschiedlich stark beeinflusst werden. Noch bis zum September soll die Sonde zahlreiche weitere Radio-Okkultationen durchführen und so den Wissenschaftler ein bisher unerreicht klares Bild des Ringsystems liefern.
(NASA/JPL, 25.05.2005 - NPO)
 
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