Jupiter und Saturn: Kometen-Crashs pressen Rillen in Ringsysteme

Die Ringe um den Planeten Saturn und auch das weniger auffällige Ringsystem von Jupiter tragen Spuren früherer Begegnungen mit Kometen: Sie sind aufgrund der Kollisionen von zahllosen Riffeln und Wellen durchsetzt, die sich spiralförmig durch die Systeme ziehen - ähnlich wie die Rillen auf einer Langspielplatte. Das berichten Astronomen in zwei Fachartikeln im Wissenschaftsmagazin "Science", nachdem sie Messdaten von mehreren Raumsonden auswertet haben.

Beim Jupiter stammen die Wellen offenbar vom Materieschauer des zerborstenen Kometen Shoemaker-Levy 9 und entstanden im Jahr 1994. In die Saturnringe muss 1983 ein unbekannter Komet eingeschlagen sein, berichten die Forschergruppen um Mark Showalter vom Seti-Institut in Mountain View und Matthew Hedman von der Cornell-Universität in Ithaca.

Die Wissenschaftler stützen sich auf Daten der Jupitersonde "Galileo" und der Sonde "New Horizons", die auf ihrem Weg zum Pluto Aufnahmen von Jupiter machte, sowie die der Saturnmission "Cassini". Mit Hilfe von Computersimulationen spielten die Astronomen verschiedene Szenarien durch, wie die Rillen in den Ringen entstanden sein können.

Die beste Übereinstimmung erhielten sie, wenn sie eine Begegnung mit einem Kometen annahmen. Demnach bringt der Einschlag des Kometen zunächst die gesamte Scheibe aus der Balance, ähnlich wie ein Kreisel durch einen Schlag auf einer Seite ins Trudeln gerät. Diese Störung pflanzt sich fort, da durch das Trudeln des Ringkreisels immer mehr Wellen entstehen.

Bis zu 20 Meter hohe Wellenberge im Saturnring

Der schwache und von der Erde aus nicht sichtbare Jupiterring kippte durch einen Einschlag um zwei Kilometer, errechneten die Forscher. Verantwortlich war wohl der Komet Shoemaker-Levy 9 im Jahr 1994, der allerdings nicht direkt den Ring traf. Vielmehr sorgte der Staubregen des in etliche Fragmente zerborstenen Kometen für die Wellen im Ringsystem. 2009 entdeckten Astronomen Spuren eines gigantischen Einschlags auf dem Planeten - es sei daher anzunehmen, dass der Jupiter im Schnitt einmal pro Jahrzehnt von einem Objekt mit mehr als einem Kilometer Durchmesser getroffen werde, schreiben Hedman und Kollegen.

Bei dem größeren, besser sichtbaren Saturnring ließen sich die Rillen ziemlich genau charakterisieren: Die Wellenberge sind dort zwischen 2 und 20 Meter hoch und liegen 30 bis 80 Kilometer auseinander. Der Einschlag am Saturn erfolgte im Jahr 1983. Er blieb damals unentdeckt, da sich der Planet von der Erde aus betrachtet hinter der Sonne befand.

Der verantwortliche Komet muss eine Masse von etwa einer Billion Kilogramm und sein Kern einen Durchmesser von mindestens einem Kilometer gehabt haben. Vermutlich schlug er jedoch nicht als Ganzes ein - sonst hätte er Ringmaterial mitgerissen -, sondern zerbrach schon zuvor im Graviationsfeld der äußeren Planeten. Die Schuttwolke sorgte dann für die Veränderungen in den Ringen.

Die Berechnungen zeigen, dass die Ringsysteme von Planeten ein nützliches Archiv für frühere Begegnungen mit Kometen sind, schreiben die Forscher. Sie könnten in Zukunft bei der Einschätzung helfen, wie häufig Planeten tatsächlich von Kometen getroffen werden - und damit auch die Frage klären, wie viele Kometen es in den äußeren Regionen des Sonnensystems gibt.