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Jupiter

Planetenschatten lässt riesige Ringe entstehen

Aufgebaut aus kleinsten Partikeln - und doch 640.000 Kilometer groß sind die Ringe, die um den Jupiter kreisen. Ein Forscherteam hat nun das Geheimnis ihrer Entstehung gelüftet. Licht und Schatten spielen dabei eine wichtige Rolle.

London - Sie sind gerade einmal so groß wie die Partikel im Zigarettenrauch: die Staubkörnchen, die einen Ring um den Planeten Jupiter bilden. Nun haben Forscher die etwa einen tausendstel Millimeter kleinen Winzlinge zum ersten Mal vermessen - und festgestellt, dass die Jupiterringe einen Durchmesser von mehr als 640.000 Kilometern haben.

Douglas Hamilton von der Universität in Maryland und Harald Krüger vom Max-Planck-Institut für Sonnensystemforschung im südniedersächsischen Katlenburg-Lindau präsentieren ihre Ergebnisse im Fachmagazin "Science" (Bd. 453, S. 72). Für ihre Studie haben die Forscher Daten eines hochempfindlichen Staubdetektors an Bord der US-Raumsonde "Galileo" ausgewertet, die von 1995 bis 2003 durch das Jupiter-System geflogen war.

Der Gasriese Jupiter ist der größte Planet im Sonnensystem. Er besitzt 63 Monde und ein filigranes Ringsystem, das erst 1979 von der Raumsonde "Voyager" entdeckt wurde. Die Ringe gaben Forschern lange Zeit Rätsel auf. Vor allem die weite Ausdehnung der nur sehr dünnen äußeren Ringe, auch Gossamer-Ringe genannt, über die Umlaufbahn des Mondes Thebe hinaus war Forschern bislang ein Rätsel. Nun liefern Hamilton und Krüger Erklärungen.

Demnach prägt der Schatten des Jupiters ganz entscheidend die Form des Ringsystems. So entsteht die ungewöhnlich weite Ausdehnung der Jupiterringe, weil die Staubpartikel der Ringe auf ihrem Reiseweg den Schatten des Planeten passieren. Sind die Partikel auf der Tagseite dem Sonnenlicht ausgesetzt, laden sie sich positiv auf. Treten sie später in den Schatten des Jupiters ein, dann bekommen sie eine negative Ladung. Während die Partikel durch das starke Magnetfeld des Planeten wandern, wirken also unterschiedliche Kräfte auf sie ein, je nachdem, ob sie sich gerade im Licht oder im Schatten befinden. Dieses komplizierte Wechselspiel bestimmt die Bewegungen der Staubteilchen.

"Mit unserem Modell lassen sich alle wesentlichen Strukturen im Ring erklären, die wir beobachtet haben", fasst Krüger zusammen. Ähnliche Mechanismen treten auch in den Ringen anderer Planeten auf, allerdings in einer derartig geringen Ausprägung, dass sie kaum gemessen werden können. Die berühmten Ringe des Saturns etwa bestehen aus Eispartikeln, die zu groß sind, als dass bei ihnen ähnliche Effekte beobachtet werden könnten. Kürzlich hatte ein internationales Forscherteam mit Hilfe der Raumsonde "Cassini" beim Saturn-Trabanten Rhea das erste Ringsystem eines Mondes entdeckt.

chs/ddp/dpa