Rätsel um Saturn-Ringe gelöst

Potsdamer Planeten-Forscher veröffentlichen in „Nature“ und „Science“

Die Potsdamer Physiker Dr. Frank Spahn und Dr. Jürgen Schmidt von der Universität Potsdam berichten in einem am 30. März 2006 in „Nature“ erschienenen Artikel, wie jüngste Messungen der Cassini-Sonde die Frage nach der Entstehung der Saturn-Ringe beantworten.

Dazu gibt es zwei kontroverse Theorien. Nach der einen Theorie, sind die Ringe ein Überbleibsel aus der Entstehungsphase des Planeten. Träfe dies zu, sollten der Theorie zufolge die Partikel des Rings jedoch in der Regel kleiner als 100 Meter im Durchmesser sein. Größere Körper könnten nur vereinzelt in weit entfernten Umlaufbahnen existieren.

Nach der anderen Theorie sind die Ringe das Resultat eines Kometen- oder Asteroideneinschlags auf dem Planeten. Träfe dieses Szenario zu, sollten auch Objekte von einigen 100 Metern bis hin zu einigen Kilometern Durchmesser, so genannte Moonlets, in den Ringen zu finden sein. Solche Objekte sind aufgrund ihrer geringen Größe nicht direkt beobachtbar. Frank Spahn und seine Kollegen haben jedoch bereits vor rund sechs Jahren an Hand von theoretischen Modellen vorhergesagt, dass sich diese durch propellerartige Strukturen in den Ringen bemerkbar machen würden. Größere Objekte von einigen Kilometern Durchmesser sollten demnach in der Lage sein, eine Lücke in den Ring über dessen gesamten Umfang frei zu legen. Zwei dieser Monde sind tatsächlich in den letzten Jahren anhand dieser Merkmale mit Hilfe der Cassini-Sonde entdeckt worden. Nun liefern die Aufnahmen von Cassini zusätzlich den Nachweis für mindestens vier kleinere Monde in der Größenordnung von 100 Metern. Diese werden von den Forschern auch als „missing links“ bezeichnet, da sie die Lücke zwischen sehr kleinen und großen Körpern schließen. Die Entdeckung der „missing links“ ist ein wesentliches Indiz für die Richtigkeit die Einschlags-Theorie.

Die von Frank Spahn und seine Kollegen prognostizierten Propeller-Strukturen sind jedoch nicht nur ein Indiz für das Vorhandensein von Monden in Ringsystemen um Planeten. Auch die Entstehung von Planeten sollte sich an Hand der Propeller unter bestimmten Bedingungen in einer präplanetaren Scheibe um einen jungen Stern nachweisen lassen.

Bereits am 11. März hatten Frank Spahn und seine Mitarbeiter zudem im Fachjournal „Science“ über ihren Nachweis kryo-vulkanischer Aktivität am Südpol des Saturn-Mondes Enceladus berichtet. Durch die Auswertung der Daten des Cassini-Staubdetektors konnten sie belegen, dass am Südpol des Mondes Geysire aktiv sind. Dies hatten zuvor bereits Infrarot- und Magnetfeldmessungen vermuten lassen.