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Astronomie|Physik

Auftritt der Mini-Monde

In die Ringe des Saturns sind mindestens vier kleine, bisher unbekannte Monde eingebettet. Das schließen amerikanische Astronomen aus hellen, S-förmigen Strukturen in den Ringen, die sie auf Bildern der Raumsonde Cassini entdeckten. Die Forscher glauben, dass Monde von etwa hundert Metern Durchmesser die propellerförmigen Muster verursachen. Solche Mini-Monde waren von der Theorie vorausgesagt worden, konnten allerdings bisher noch nie beobachtet werden.

Die Frage nach dem Ursprung von Saturns Ringen hat Astronomen schon über Jahrhunderte beschäftigt. Nach einer populären Theorie entstanden die Ringe, als ein eisiger Saturnmond nach dem Einschlag eines Kometen oder Asteroiden auseinanderbrach. Ein derart gigantischer Einschlag müsste Trümmerstücke ganz unterschiedlicher Größen zurückgelassen haben ? von kilometergroßen Brocken bis zu wenige Zentimeter kleinen Körnern. Aber bis auf zwei bekannte kilometergroße Monde fanden Astronomen bislang nur sehr kleine, maximal wenige Meter große Eisbrocken, während die mittelgroßen Trümmerstücke bislang vergeblich gesucht wurden.

Anders als die kilometergroßen Monde können solche mittelgroßen Brocken nicht direkt beobachtet werden. Die jetzt entdeckten propellerförmigen Muster geben nun jedoch einen eindeutigen Hinweis auf die Existenz solcher Mini-Monde und erlauben sogar, ihre Größe und Anzahl abzuschätzen, berichten die Wissenschaftler um Matthew Tiscareno von der Cornell-Universität. Demnach gäbe es mindestens vier dieser kleinen Satelliten mit Durchmessern von 40 bis 120 Metern.

Verantwortlich für die charakteristischen Propellermuster um die Mini-Monde sind nach Ansicht der Forscher zwei verschiedene physikalische Prozesse: Einerseits bewirkt die gegenseitige Anziehung zwischen Saturn, Mini-Mond und kleineren Ringpartikeln, dass eine Lücke entlang der Umlaufbahn des Mini-Mondes in der Ringstruktur entsteht. Gleichzeitig wirken die ständigen Kollisionen zwischen den Ringpartikeln diesem Effekt entgegen, indem Teilchen aus dichteren Bereichen in die soeben entstandene Lücke gestoßen werden.

Bei den kilometergroßen Monden überwiegt dabei die Gravitation und lässt eine Lücke entlang des gesamten Rings entstehen, wie dies auch bei den beiden großen Monden Pan und Daphnis beobachtet werden kann. Bei den kleineren Objekten wird die Lücke vor und hinter dem Mond jedoch durch die Kollisionen wieder aufgefüllt. Es entsteht eine asymmetrische, unvollständige Lücke im Ring, die von einem Gebiert mit ungewöhnlich vielen Ringpartikeln flankiert wird. Diese Dichteverteilung ist der Ursprung für die charakteristischen propellerförmigen Muster, schreiben die Forscher.

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Matthew Tiscareno (Cornell-Universität) et al.: Nature, Bd. 440, S. 648 ddp/wissenschaft.de ? Andrea Boller
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