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Monde als Materiallieferanten

Nachschub für den Staub des Ringsystems

Die Monde und Ringe des Saturn sind auf gleich mehrfache Art eng miteinander verbunden. Die Monde sorgen einerseits dafür, dass die Ringe ihre Form behalten oder in ihnen größerer Brocken oder sogar kleine Monde entstehen. Sie könnten andererseits aber auch die Ringe „füttern“.

Die kleinen Saturnmonde Anthe (oben) und Methone sind von unvollständigen Bögen aus Ringmaterial umgeben. © NASA/JPL/ pace Science Institute

Schweif aus Staub und Eis

Ein Beispiel dafür liefern die beiden nur wenige Kilometer großen Saturnmonde Methone und Anthe. In ihrer Nähe stießen Astronomen erstmals auf unvollständige Ringe im Saturnsystem: „Es handelt sich nicht um geschlossene Ringe, die den Saturn komplett umspannen“, erklärt Studienleiter Elias Roussos vom Max-Planck-Institut für Sonnensystemforschung (MPS). „Sie erstrecken sich nur mehrere tausend Kilometer vor und hinter dem jeweiligen Mond und begleiten ihn auf seiner Umlaufbahn um den Saturn.“

Entstanden sind diese Ringteile wahrscheinlich durch Meteoriteneinschläge, die Staub und Eis aus der Oberfläche der Monde herausschlugen. Dieses Material sammelte sich als eine Art Wolke und bildet nun eine Art Schweif vor und hinter den Monden.

Auf der Südhalbkugel des Mondes Enceladus treten aus Spalten (blau) Eisfontänen aus. © NASA/JPL

Enceladus: Fontänen aus den Tigerstreifen

Weitaus mehr Material liefert dagegen der Saturnmond Enceladus: An seinem Südpol liegt eine geologisch aktive Region, zahlreiche breite Spalten reißen hier die Eisoberfläche des Mondes auf. Die hunderte Kilometer langen Risse verlaufen dabei fast parallel – wie die Streifen in einem Tigerfell. Aus diesen Spalten steigen immer wieder Fontänen von Wasser und Eis auf, die Partikel bis in 500 Kilometer Höhe schleudern. Die Quelle für diese Geysire ist vermutlich ein subglaziales Reservoir von flüssigem Wasser unter der Südpolregion des Enceladus.

Warum die Spalten nahezu parallel verlaufen und das Reservoir flüssig bleibt, ist noch nicht abschließend geklärt. Wahrscheinlich ist es aber, dass Gezeitenkräfte des Saturn dabei eine Rolle spielen. Denn Daten der Cassini-Sonde zeigen, dass sich die Streifen je nach Position des Mondes in seiner Umlaufbahn verändern: Ist er dem Saturn nahe, werden sie zusammengedrückt, ist er weiter entfernt, dehnen sie sich aus. Dazu passt auch, dass der Ausstoß der Eisgeysire drei bis vier Mal größer ist, wenn der Mond die saturnfernsten Teile seiner Bahn durchwandert.

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Eisdusche für den E-Ring

Das Material, dass die Geysire von Enceladus ausspeien, ist vermutlich einer der Hauptlieferanten für den dünnen E-Ring des Saturn. Dieser besteht im Gegensatz zu den anderen Hauptringen fast nur aus mikroskopisch kleinen Eis- und Staubpartikeln. Ein weiterer Unterschied: Er ist eher diffus und mehr als 2.000 Kilometer dick. Zum Vergleich: Der mächtige, fast 15.000 Kilometer breite A-Ring misst gerade einmal 20 bis 30 Meter von seiner Ober- zur Unterseite.

Der Saturnmond Enceladus vor in den feinen Schleiern des E-Rings. Seine Geysire liefern dem Ring sein Material. © NASA/JPL/ Space Science Institute

Eine Erklärung für diese seltsamen Eigenschaften lieferte die Cassini-Sonde im Jahr 2009 mit ihren Aufnahmen von Enceladus. Denn aus ihnen ging hervor, dass der Strom von Eis und Staub aus den Südpol-Geysiren des Mondes sich vor allem im E-Ring niederschlägt. Die lunare Eisdusche sorgt auch dafür, dass einige der Saturnmonde, darunter Tethys, an ihrer Vorderseite einen hellen Überzug tragen.

Monde mit Trojanern

Apropos Tethys: Sowohl dieser Mond als auch der Mond Dione besitzen eigene Begleiter. Sie teilen sich mit jeweils zwei kleineren Saturnmonden die gleiche Umlaufbahn. Diese sogenannten Trojaner oder koorbitalen Monde kreisen immer im gleichen Abstand mit dem größeren Mond. So eilt der Mond Telesto dem Tethys um rund 60° auf seiner Bahn voraus, der kleine Mond Calypso hängt Tethys um 60° hinterher.

Zwar sind Trojaner in Form von eingefangenen Asteroiden von vielen Planeten des Sonnensystems bekannt, auch die Erde besitzt solche Begleiter. Das Saturnsystem ist aber einzigartig darin, dass es solche Trojaner auch unter seinen Monden besitzt.

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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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