Der unsichtbare Riese und die Spiralen - scinexx | Das Wissensmagazin
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Der unsichtbare Riese und die Spiralen

Mysteriöse Spielarten der Saturnringe

Der riesige Phoebe-Ring lässt den Rest des Ringsystem fast scdhon winzig erscheinen. © NASA/JPL/Space Science Institut

Den größten und äußersten der Saturnringe haben Astronomen erst im Jahr 2009 entdeckt – durch Zufall. Denn sie wollten mit der Infrarotkamera des Spitzer-Weltraumteleskops eigentlich nur den Saturnmond Phoebe und seine Umgebung beobachten. In den Aufnahmen sprang ihnen der im sichtbaren Licht nicht zu erkennende Ring förmlich entgegen. Das empfindliche Instrument des Weltraumteleskops konnte die minimale, aber charakteristische Wärmeabstrahlung des minus 193 Grad Celsius kalten Staubes nachweisen.

Gigantischer Durchmesser

Der Phoebe-Ring umkreist den Saturn mit einem Radius von rund 16 Millionen Kilometern – dem mehr als 200-fachen des Saturnradius. Dies ist ungewöhnlich – und weit größer als alle bekannten Planetenringe. Die bisherigen Rekordhalter, der E-Ring des Saturn und die feinen Ringe des Jupiter, liegen in Umlaufbahnen von gerade einmal dem fünf- bis zehnfachen Planetenradius.

Die Innenkante des neuen Rings beginnt bereits sechs Millionen Kilometer vom Planeten entfernt, was ihn zum breitesten Ring überhaupt macht. Wäre der neue Ring sichtbar, erschiene er von der Erde aus gesehen doppelt so groß wie der Vollmond. Ungewöhnlich sind auch Neigung und Zusammensetzung dieses rings: Er ist gegenüber den anderen Saturnringen um 27 Grad geneigt und besteht aus dunklem, sehr feinen Staub. Eis scheint es in ihm dagegen nicht zu geben.

Spiralen, Wellen und Materialfontänen im F-Ring des Saturn. © NASA/JPL-Caltech/ SSI/QMUL

Rätselhafte Spiralen

Ebenfalls ungewöhnlich ist der F-Ring des Saturn. Er liegt zwar „nur“ rund 140.000 Kilometer vom Zentralplaneten entfernt. Dafür aber ist er besonders deutlich und besteht aus einem auffallenden Kern und schwächeren, konzentrischen Nebenringen, den Filamenten. Sie haben eine sehr ungewöhnliche, noch bei keinem Ringplaneten beobachtete Struktur: Sie bilden eine mindestens drei Mal um sich selbst gewundene Spirale, wie Forscher 2005 entdeckten. Zudem treten alle 9.000 Kilometer seltsame Klumpen im Material der Einzelstränge auf.

Wie aber hat sich diese Spirale gebildet? Astronomen vermuten, dass eine Kollision zwischen dem Kern des F-Rings und einem kleinen, sich gerade im Ring neu bildenden Himmelskörper die rätselhafte Verformung ausgelöst haben könnte. Die vom Zusammenstoß aus ihrer Bahn geschleuderten Partikel des Ringes hätten sich dann, durch die Orbitalkräfte beeinflusst, zu einer Spirale zusammengerollt.

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Der Hirtenmond Pandora (Pfeil) begrenzt den F-Ring nach außen, sorgt aber auch für Störungen im Ring. © NASA/JPL-Caltech/ Space Science Institute

Kinderstube für Monde?

Als indirekte Auslöser für diese Kollision kommen die Monde im Umfeld des F-Ringes in Frage. Denn direkt innerhalb und außerhalb des Ringes ziehen die beiden Hirtenmonde Prometheus und Pandora ihre Bahn. Ihre Schwerkraft sorgt einerseits dafür, dass der Ring scharf abgegrenzt bleibt: Alle Teilchen, die aus der Bahn fliegen, geraten in ihren Anziehungsbereich und werden eingefangen.

Gleichzeitig aber bewirkt das Vorüberwandern der Monde, dass sich im Ringmaterial immer wieder Klumpen bilden. Diese maximal ein bis zwei Kilometer großen Brocken werden zwar durch die starken Gezeitenkräfte häufig auch sehr bald wieder zerstört. Aber die Bildung dieser Körper macht möglicherweise die Besonderheit des F-Ringes aus: Er könnte eine moderne Kinderstube für astronomische Körper sein.

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Nadja Podbregar
Stand: 23.09.2016

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In den Schlagzeilen

Inhalt des Dossiers

Das Rätsel der Ringe
Mysteriöse Phänomene und ungeklärte Fragen zum "Hofstaat" des Saturn

Das Staunen des Galileo Galilei
Die ersten Entdeckungen

Der unsichtbare Riese und die Spiralen
Mysteriöse Spielarten der Saturnringe

Monde als Materiallieferanten
Nachschub für den Staub des Ringsystems

Das Phänomen der Speichen
Schattenspiele auf dem B-Ring

Blitzende Kobolde
Was verursacht die Ringspeichen?

Regnende Ringe
Wie Saturns Ringe den Planeten prägen

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