Planetenforschung Neues Modell erklärt Entstehung der Saturnringe

Seit ihrer Entdeckung im 17. Jahrhundert faszinieren die Saturnringe Astronomen. Doch wie sie sich formten, konnte mit keinem Modell richtig erklärt werden. Jetzt präsentiert eine US-Wissenschaftlerin ihre schlüssige Theorie: Der Saturn hat einen seiner Monde regelrecht zerrieben.

Leuchtende Saturnringe: Aufnahme der Raumsonde "Cassini"
NASA / JPL / CICLOPS

Leuchtende Saturnringe: Aufnahme der Raumsonde "Cassini"


Seit Jahrhunderten schon beobachten Menschen die Ringe des Saturns, inzwischen haben Raumsonden wie "Voyager" oder "Cassini" Nahaufnahmen des Planeten und seines Ringssystems zur Erde gefunkt. Wie sich aber die vielschichtige Scheibe formte, hat Astronomen lange vor ein Rätsel gestellt.

Ein Grund dafür ist die ungewöhnliche Zusammensetzung. 90 bis 95 Prozent der Ringmaterie besteht aus Wassereis. Frühere Theorien, etwa die, dass die Ringe entstanden, als ein Komet mit einem kleineren Saturnmond kollidierte, konnten den hohen Wassereisanteil nicht erklären. "Nach so einem Ereignis wären Ringe aus einer Mischung aus Gestein und Eis entstanden", sagt Robin Canup vom Southwest Research Institut in Boulder, Colorado. Die Forscherin präsentiert in der Fachzeitschrift "Nature" (online vorab) ein neue Theorie, der zufolge die Ringe die Reste eines großen Mondes darstellen, der von seinem Planeten regelrecht aufgerieben wurde.

Heute umkreist - neben vielen kleinen Trabanten - nur ein großer Mond den Saturn: Titan. Astronomen nehmen jedoch an, dass er früher einige große Brüder hatte. Doch diese massereichen Trabanten, deren Umlaufbahnen kleiner als die des Titan waren, stürzten in den Planeten.

Der neuen Theorie zufolge verformte sich der letzte der verlorenen großen Monde durch die Gravitation des Planeten, als er eine bestimmte Entfernung erreichte, die sogenannte Roche-Grenze. Gleichzeitig erhitzte er sich - dabei sank das Gestein Richtung Kern, das Eis an der Oberfläche aber verlor der Mond. Canup schreibt, dass einem Mond auf der Höhe des heuten B-Rings des Saturns laut ihren Berechnungen eben dies passieren müsste: Sein Kern bleibt erhalten - bis er auf den Planeten stürzt, das Eis wird Schicht für Schicht fortgerissen. Auf diese Weise könnte sich ein Ring aus purem Eis geformt haben. Mit der Zeit verschmutzten Partikel das Eis, so dass heute fünf bis zehn Prozent der Ringe aus Gestein bestehen.

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 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 dabei helfen, die Entstehung von Mond- und Ringsystemen anderer großer Planeten zu verstehen.

wbr/dapd



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