Die Herrin der Ringe - wissenschaft.de
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Astronomie+Physik

Die Herrin der Ringe

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Saturn. Foto: NASA
Die Eisringe und die inneren Monde des Saturns sind möglicherweise infolge desselben kosmischen Ereignisses entstanden. Diese These hat die Astrophysikerin Robin Canup vom Planetary Science Directorate des Southwest Research Institutes in Boulder anhand von Berechnungen aufgestellt. Ein von einer Eisschicht umgebener Meteorit könnte demnach von den nahe des Planeten herrschenden Gezeitenkräften gleichsam abgeschält worden sein, bevor er in den Saturn stürzte. Aus den losgelösten Eisbrocken hätten sich dann zunächst extrem massereiche Ringe gebildet, die sich nach und nach ausdehnten. In den Randbereichen könnten sich schließlich die inneren Monde des Planeten geformt haben, berichtet Canup.

Aufgrund seiner geheimnisvoll erscheinenden Ringe fasziniert der Saturn die Menschheit schon seit vielen Hundert Jahren. Auch heute noch, denn mittlerweile ist zwar einiges über den zweitgrößten Planeten unseres Sonnensystems bekannt, doch insbesondere über die Entstehungsgeschichte wird nach wie vor viel spekuliert. Bereits im 19. Jahrhundert äußerte der Astronom Édouard Albert Roche die Annahme, ein Saturnmond sei dem Planeten so nahe gekommen, dass er durch die Gezeitenkräfte zerbrach und sich aus dem Material die Ringe bildeten. Der Abstand zum Saturn, ab dem derartige Kräfte wirken können, heißt bis heute entsprechend Roche-Grenze. Eine andere Hypothese vermutet einen Zusammenstoß eines Meteoriten mit einem Mond als Materialquelle.

Derartigen Vermutungen widerspricht jedoch eine Tatsache, die die Saturnringe zu Ausnahmeobjekten machen: Sie bestehen zu 90 bis 95 Prozent aus gefrorenem Wasser. Andere Himmelskörper setzen sich in der Regel mindestens zur Hälfte aus Silikaten und Metallen zusammen – entsprechend müssten auch die Saturnringe und die ebenfalls extrem wasserreichen inneren Monde einen höheren Anteil dieser Materialien aufweisen. Die Hypothese von Robin Canup bietet für all diese Einwände eine Erklärung: Sie geht von einem Saturnbegleiter von der Größe des Saturnmondes Titan aus, der im Kern aus Silikaten und Eisen bestand, rundherum jedoch einen leichteren Mantel aus Eis trug. Beim Überschreiten der Roche-Grenze hätten die Gezeitenkräfte derartig an dieser Eisschicht gerüttelt und gezerrt, dass sie nach und nach abgerieben wurde und sich die Eisbrocken ringförmig um den Saturn verteilten. Der schwere Kern wurde hingegen weiter vom Planeten angezogen und stürzte schließlich in ihn hinein.

Die Eisringe hätten zwar dem Modell zufolge zunächst gut tausendmal mehr Masse besessen als heute. Doch nach Canups These dehnten sie sich anschließend aus und verloren an den Randbereichen Material. Diese Entwicklung wurde möglicherweise von Meteoritenkollisionen im Bereich der Ringe noch zusätzlich unterstützt: Durch sie könnte gleichzeitig Material aus den Ringen herausgeschleudert worden sein, während sich Silikate und Metalle in die Ringe mischten. Aus dem von den Ringen abdriftenden Material hätten sich schließlich die inneren Monde wie Tethys bilden können. Belege für Canups Annahmen liefert möglicherweise schon bald die Raumsonde Cassini: Sie soll nämlich gegen Ende ihrer Mission die derzeitige Masse und den „Verschmutzungsgrad“ der Saturnringe ermitteln, bevor sie im Jahr 2017 in der Saturnatmosphäre verglühen wird. Passen die Messergebnisse zu der von Canup berechneten Masse, wäre dies eine wertvolle Stütze der Hypothese. Das Modell könnte zudem auch die Entstehung von Mond- und Ringsystemen anderer großer Planeten verstehen helfen.

Robin Canup (Southwest Research Institute, Boulder): Nature, Bd. 468 Nr. 7326, S. 943, doi:10.1038/nature09661 dapd/wissenschaft.de ? Mascha Schacht
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