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Warum hat Saturn Ringe um sich?

Die markanten Ringe des Saturn machen es zu einem der schönsten Objekte, die Sterngucker am Himmel entdecken können. Das prächtige Ringsystem ist sogar durch ein kleines Teleskop sichtbar, wenn auch nicht sehr detailliert. Die besten Aussichten haben Raumschiffe wie die Voyagers und die Cassini-Missionen. Durch diese engen Begegnungen haben Planetenforscher viele Informationen erhalten, die helfen, den Ursprung, die Bewegungen und die Entwicklung der Saturnringe zu beleuchten.

Die zentralen Thesen

  • Saturnringe bestehen größtenteils aus Eis, das mit Staubpartikeln durchsetzt ist.
  • Saturn verfügt über sechs Hauptringsysteme mit Unterteilungen zwischen ihnen.
  • Die Ringe haben sich möglicherweise gebildet, als ein kleiner Mond zu nahe am Saturn wanderte und in Stücke zerbrach, aber Partikel können auch von streunenden Kometen oder Asteroiden stammen.
  • Es wird angenommen, dass die Ringe ziemlich jung sind, nur einige hundert Millionen Jahre alt, und laut NASA könnten sie sich in den nächsten hundert Millionen Jahren oder so auflösen.

Durch ein Teleskop sehen die Ringe des Saturn fast fest aus. Einige frühe Astronomen, wie Jean-Dominique Cassini, konnten identifizieren, was wie „Lücken“ oder Brüche in den Ringen aussah. Die größte davon wurde nach dem berühmten Astronomen Cassini Division benannt. Zuerst dachten die Leute, die Pausen seien leere Bereiche, aber die Ansichten von Raumfahrzeugen aus dem 20. Jahrhundert zeigten, dass sie auch mit Material gefüllt waren.

 

Wie viele Ringe hat Saturn?

Es gibt sechs Hauptringregionen. Die wichtigsten sind die A-, B- und C-Ringe. Die anderen, D (der nächste), E, ​​F und G sind viel schwächer. Eine Karte der Ringe zeigt sie in der folgenden Reihenfolge, beginnend direkt über der Oberfläche des Saturn und nach außen bewegend: D, C, B, Cassini-Division, A, F, G und E (am weitesten entfernt). Es gibt auch einen sogenannten „Phoebe“ -Ring, der genauso weit entfernt ist wie der Mond Phoebe. Die Ringe sind alphabetisch nach der Reihenfolge benannt, in der sie entdeckt wurden.

Dieses vom Cassini-Raumschiff aufgenommene Bild erfasst nahezu die verschiedenen Regionen des gesamten Ringsystems. NASA / JPL / Weltraumforschungsinstitut / Wikimedia Commons / Public Domain

Die Ringe sind breit und dünn, wobei sich die breitesten bis zu 282.000 Kilometer vom Planeten erstrecken, an den meisten Stellen jedoch nur einige zehn Fuß dick sind. Es gibt Tausende von Ringen im System, die jeweils aus Milliarden von Eisstücken bestehen, die den Planeten umkreisen. Die Ringpartikel bestehen größtenteils aus sehr reinem Wassereis. Die meisten Stücke sind ziemlich klein, aber einige haben die Größe von Bergen oder sogar kleinen Städten. Wir können sie von der Erde aus sehen, weil sie hell sind und viel Sonnenlicht reflektieren.

Künstlerische Konzeption des Klumpens von Ringmaterial in der Umlaufbahn um den Saturn. Einige Ringpartikel sind groß, während andere klein sind. NASA / JPL / Universität von Colorado / Wikimedia Commons / Public Domain

Ringpartikel werden durch Gravitationswechselwirkungen untereinander und mit kleinen Monden, die in die Ringe eingebettet sind, an Ort und Stelle gehalten. Diese „Hirtensatelliten“ reiten Herde auf den Ringpartikeln.

 

Wie Saturn zu seinen Ringen kam

Während Wissenschaftler immer gewusst haben, dass Saturn Ringe hat, wissen sie nicht, wie lange die Ringe existieren und wann sie entstanden sind. Es gibt zwei Haupttheorien.

 

Auf diese Weise geboren, Theorie Eins

Viele Jahre lang nahmen Wissenschaftler an, dass der Planet und seine Ringe früh in der Geschichte des Sonnensystems entstanden sind. Sie glaubten, dass die Ringe aus vorhandenen Materialien hergestellt wurden: Staubpartikeln, felsigen Asteroiden, Kometen und großen Eisblöcken.

Diese Theorie galt bis zu den ersten Erkundungen von Raumfahrzeugen durch die Voyager-Missionen ab 1981. Bilder und Daten zeigten Veränderungen in den Ringen, selbst über kurze Zeiträume. Die Cassini-Mission lieferte zusätzliche Informationen, die Wissenschaftler noch analysieren, was darauf hinweist, dass Ringpartikel über kurze Zeiträume verloren gehen. Ein weiterer Hinweis auf das Alter der Ringe ergibt sich aus der sehr reinen Wassereiszusammensetzung der Partikel. Wissenschaftler argumentieren, dass dies bedeutet, dass die Ringe viel, viel jünger als Saturn sind. Ältere Eispartikel würden mit der Zeit durch Staub verdunkelt. Wenn das stimmt, stammen die Ringe, die wir jetzt sehen, möglicherweise nicht aus den Ursprüngen des Saturn.

 

Ein zerbrochener Mond, Theorie Zwei

Alternativ könnte das derzeitige Ringsystem entstanden sein, als ein Mond von der Größe von Mimas vor etwa 200 Millionen Jahren zu nahe am Saturn verirrt ist und aufgrund der immensen Schwerkraft des Saturn auseinandergebrochen ist . Die resultierenden Teile wären dann in die Umlaufbahn um den Saturn gefallen und hätten die Ringe erzeugt, die wir heute sehen. Es ist möglich, dass sich dieses Mondzerfallszenario über die 4,5 Milliarden Jahre lange Lebensdauer des Planeten viele Male abgespielt hat. Die Ringe, die wir heute sehen, sind nach dieser Theorie nur die neuesten.

Es ist auch möglich, dass eine sehr frühe „titanähnliche“ Welt an der Herstellung der Ringe beteiligt war und ein System bildete, das viel größer und massiver ist als die heuti
gen.

Wusstest du?

Saturn ist nicht der einzige Planet mit Ringen. Der riesige Jupiter. der mysteriöse Uranus und der kühle Neptun haben sie ebenfalls.

Unabhängig davon, wie sie sich gebildet haben, ändern sich die Saturnringe im Laufe der Zeit weiter und gewinnen an Material, wenn kleinere Objekte zu nahe kommen. Basierend auf Daten, die während der Cassini-Mission gesammelt wurden , glauben Wissenschaftler, dass die Ringe interplanetaren Staub anziehen, der dazu beiträgt, im Laufe der Zeit verloren gegangene Materialien wieder aufzufüllen. Die Aktivität der Hirtenmonde in den Ringen führt auch zu Veränderungen in den Ringen.

Diese Sammlung von Cassini-Bildern bietet einen Kontext zum Verständnis der Position und des Maßstabs propellerförmiger Merkmale, die im A-Ring des Saturn beobachtet werden. NASA / JPL / Weltraumforschungsinstitut / Wikimedia Commons / Public Domain

 

Die Zukunft der Saturnringe

Wissenschaftler haben eine Reihe von Theorien darüber, wie sich die aktuellen Ringe auflösen könnten, aber die meisten sind sich einig, dass sie wahrscheinlich nicht lange halten werden. Neue Ringe würden sich nur bilden, wenn etwas nahe genug käme, um auseinandergerissen zu werden. Andere kleinere Partikel können sich, während sie von den nahe gelegenen Monden getrieben werden, in den Weltraum ausbreiten und für das System verloren gehen. Wenn die Monde selbst nach außen wandern, breiten sich die Ringpartikel aus, die sie „hüten“.

Teilchen könnten in den Saturn „regnen“ oder sich in den Weltraum zerstreuen. Darüber hinaus könnten Bombardierungen und Kollisionen mit Meteoroiden Partikel aus der Umlaufbahn bringen. Im Laufe der Zeit können diese Aktionen dazu führen, dass die Ringe an Masse verlieren und schließlich vollständig verschwinden. Cassini-Daten deuten auf die Idee hin, dass die aktuellen Ringe höchstens einige hundert Millionen Jahre alt sein könnten. Sie können nur noch weitere hundert Millionen Jahre dauern, bevor sie sich in den Weltraum oder auf den Planeten zerstreuen. Das bedeutet, dass die Saturnringe im Vergleich zum Planeten selbst kurzlebig sind und dass der Planet viele Sätze von Ringen hätte haben können, da kleinere Welten im Laufe des Saturnlebens zu nahe gewandert sind.

Eine Sache, über die sich Wissenschaftler einig sind: Zeit bedeutet verschiedene Dinge für das Leben eines Planeten, und wir werden die atemberaubenden Ringe des Saturn noch viele Jahrtausende länger schätzen können.

 

Quellen

Grossman, Lisa. „Saturnringe könnten zerfetzte Monde sein.“ Wissenschaftsnachrichten für Studenten, 24. Januar 2018. 

„Wie dick sind Saturnringe?“ Referenzschalter, Hubblesite.

„Saturn.“ NASA, 25. April 2019.

Steigerwald, Bill. „NASA-Forschung zeigt, dass Saturn seine Ringe mit der“ Worst-Case-Szenario „-Rate verliert.“ Nancy Jones, NASA, 17. Dezember 2018, Greenbelt, Maryland.

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