Mithilfe von Daten aus 41 Sonnenbedeckungen wurde das Geheimnis der Saturnringe endlich gelüftet?

Sonne enthüllt Geheimnisse der Saturnringe

Die Ringe des Saturn, gesehen von der NASA-Raumsonde Cassini. Eine neue Studie nutzt Cassini-Daten, um die Geheimnisse der Saturnringe zu ergründen, darunter die Größe und Zusammensetzung der Ringpartikel. Bild über NASA/JPL-Caltech/SSI/Cornell/SwRI.

Sind die Ringe des Saturn im Vergleich zum Rest des Sonnensystems jung? Sind sie durch die Zerstörung von Eismonden oder Kometen entstanden? Sind sie dauerhafte Merkmale des Saturn? Oder werden sie eines Tages aufhören zu existieren? Am 18. Oktober 2022 gaben Astronomen eine neue Studie bekannt, die ihnen half, die Geheimnisse der Saturnringe zu lüften. Die Astronomen nutzten Daten von 41 Sonnenbedeckungen – Ereignissen, bei denen die Ringe des Saturn vor der Sonne vorbeizogen – der NASA-Raumsonde Cassini, die von 2004 bis 2017 den Saturn umkreiste.

Diese Beobachtungen liefern nicht nur Hinweise auf die Größenverteilung und Zusammensetzung der Ringe, sondern ermöglichen den Astronomen auch ein tieferes Verständnis der Entstehung der Ringe und ihres endgültigen Schicksals.

Forscher des Southwest Research Institute, der University of Central Florida und der University of Colorado Boulder veröffentlichten ihre von Experten begutachteten Ergebnisse in der Dezemberausgabe 2022 der Zeitschrift Ikaros (Band 388).

Das Geheimnis der Saturnringe

Wissenschaftler wollen den Ursprung des Ringsystems des Saturn besser verstehen. Wie groß ist beispielsweise der Ring? Wie entstehen sie? Die Hauptautorin der neuen Studie, Stephanie Jamack vom Southwest Research Institute, sagte:

Fast 20 Jahre lang hat die Raumsonde Cassini der NASA die Wunder des Saturns und seiner Familie aus Eismonden und ikonischen Ringen gezeigt, aber wir kennen den Ursprung des Ringsystems immer noch nicht. Es gibt Hinweise darauf, dass die Ringe relativ jung sind und möglicherweise durch die Zerstörung eines eisigen Satelliten oder Kometen entstanden sind. Um jedoch eine Ursprungstheorie sinnvoll zu verstehen, müssen wir eine gute Vorstellung von der Größe der Partikel haben, aus denen diese Ringe bestehen.

Sonnenbedeckung hilft, Geheimnisse der Saturnringe zu lüften

Für die neue Studie verwendeten Astronomen Daten von Cassinis Ultraviolet Imaging Spectrograph. Zuvor, als Cassini noch den Saturn umkreiste, beobachtete der Ultraviolet Imaging Spectrograph die Ringe gleichzeitig mit der Sonne. Da das Instrument durch die Ringe beobachtet, blockieren die Partikel teilweise das Licht der Sonne. Dies wird als Sonnenbedeckung bezeichnet. Das UV-Bildspektrometer kann dann die optische Tiefe dieser Partikel messen.

Wie sind Sie darauf gekommen? Normalerweise absorbieren und streuen diese Partikel das Sonnenlicht. Die blockierte Lichtmenge gibt den Wissenschaftlern Aufschluss über die optische Tiefe dieser Partikel. Die Daten lieferten Hinweise auf die Größe und Zusammensetzung dieser Partikel. Jarmac sagt:

Diese Beobachtungen geben uns eine Vorstellung von der minimalen Partikelgröße der Saturnringe unter Berücksichtigung der Wellenlänge des Lichts der Sonne. Das UV-Bildspektrometer kann Staubpartikel auf Mikrometerebene erkennen und uns so dabei helfen, den Ursprung, die Kollisionsaktivität und die Störung von Ringpartikeln innerhalb des Systems zu verstehen.

Hinweise zur Planetenentstehung

Indem die Forscher beobachten, wie das Sonnenlicht in verschiedenen Winkeln durch die Ringe fällt, können sie auch mehr über die Gesamtstruktur des Ringsystems erfahren. Darüber hinaus lassen sich diese Erkenntnisse auch auf die allgemeine Planetenentstehung übertragen. Jarmak erklärt:

Ringsysteme um die Riesenplaneten bieten außerdem Testumgebungen für die Untersuchung grundlegender physikalischer Eigenschaften und Prozesse in unserem Sonnensystem. Man geht davon aus, dass diese Partikel durch Objekte entstehen, die in der Scheibe kollidieren und größere Partikel bilden. Wenn wir verstehen, wie diese Ringsysteme entstehen, können wir auch besser verstehen, wie Planeten entstehen.

Hier sehen wir die Ringe des Saturn, die von der Sonne von hinten beleuchtet werden. Cassini hat dieses ikonische Bild am 19. Juli 2013 aufgenommen. Cassini beobachtete die Sonne durch ihre Ringe und Partikel in den Ringen verursachten die Bedeckung. Bild über NASA/JPL-Caltech/SSI.

Saturns verlorener Mond Chrysalis

Letzten Monat sagten Wissenschaftler der University of California in Berkeley, dass die Ringe des Saturn möglicherweise entstanden seien, als Chrysalis, ein ehemaliger Mond von der Größe von Iapetus, auseinanderbrach, nachdem er Saturn zu nahe gekommen war. Schließlich wurden aus allem, was von Chrysalis übrig blieb und nicht in die Atmosphäre des Saturns selbst fiel, Ringe. Darüber hinaus zeigten Computersimulationen, dass Saturns größter Mond Titan die Umlaufbahn von Chrysalis störte, wodurch dieser zu nahe an Saturn vorbeiflog.

Eine Studie aus dem Jahr 2019 deutete darauf hin, dass die Ringe des Saturn möglicherweise weniger als 100 Millionen Jahre alt sind. Auch wenn Saturn heute das Juwel des Sonnensystems ist, war das nicht immer so!

Schließlich nutzt eine neue Studie Daten zur Sonnenbedeckung der Cassini-Mission der NASA, um die Zusammensetzung, Entstehung und andere Geheimnisse der Saturnringe besser zu verstehen.

VON: Paul Scott Anderson

FY: Den Mond im Traum erkennen

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