Saturns Riesenring ist noch größer

Ein echter Gigant: Der äußerste Ring des Saturn ist noch riesenhafter als bisher gedacht. Der Gürtel aus Staub reicht bis zu 16 Millionen Kilometer weit ins All hinaus, wie neue Messungen enthüllen. Er umspannt eine Himmelsregion, die 500 Mal größer ist als sein Planet Saturn. Der Ring ist damit um ein Vielfaches weiter von seinem Planeten entfernt es als bisher für möglich gehalten wurde. Zugleich ist er extrem dünn besetzt und bereits sehr alt, wie Forscher im Fachmagazin „Nature“ berichten.

Seine Entdeckung im Jahr 2009 war eine Sensation: In Aufnahmen des NASA-Weltraumteleskops Spitzer zeigte sich damals weit vom Saturn entfernt ein hauchfeiner Ring aus dunklem Staub. Dieser liegt nicht nur außerhalb der eigentlichen Ringzone, er ist auch um 27 Grad gegen die Ebene der inneren Saturnringe gekippt. Mit einem Radius von geschätzt 13 Millionen Kilometern galt der Phoebe-Ring schon damals als der mit Abstand größte des gesamten Sonnensystems.

Jenseits des Lehrbuch-Wissens

Doch jetzt enthüllen neue Beobachtungen dieses Riesenrings mit dem Wide-field Infrared Survey Explorer (WISE) der NASA, dass der Ring sogar noch größer ist als bisher angenommen. Er beginnt demnach in rund sechs Millionen Kilometern Entfernung vom Planeten Saturn und reicht dann bis etwa 16 Millionen Kilometer weit ins All hinaus. Wäre der Saturn ein Basketball, dann würde dieser Ring zwei Drittel des gesamten Spielfelds einnehmen.

Der Phoebe-Ring des Saturn besteht aus sehr feinem Staub und extem wenigen größeren Brocken © NASA/JPL/ U. Virginia

„Es ist faszinierend, dass ein solcher Riesenring überhaupt existieren kann“, sagt Erstautor Douglas Hamilton von der University of Maryland in College Park. „Denn in den Lehrbüchern lernen wir, dass Ringe meist nah an ihren Planeten liegen.“ Staub und Trümmer, die weiter außen liegen, ballen sich nach gängiger Annahme dagegen eher zusammen und bilden Monde. „Diese Entdeckung hat das quasi ins Gegenteil verkehrt“, so Hamilton.

Ungewöhnlich feiner Staub

Aber nicht nur die Größe des Rings ist ungewöhnlich, auch seine Zusammensetzung erstaunt. Denn der riesige Ring besteht aus extrem winzigen, dunklen Staubpartikeln von nur 10 bis 20 Mikrometern Durchmesser, wie die neuen Beobachtungen zeigen. Dies entspricht nur einem Zehntel bis einem Fünftel der Dicke eines menschlichen Haares. Größere Brocken von 20 Zentimetern und mehr machen dagegen nur etwa zehn Prozent des Rings aus, wie die Forscher berichten.

Damit unterscheidet er sich deutlich von den inneren Ringen des Saturn. Denn die Hauptringe bestehen aus einem Gemisch aus Eispartikeln und Gesteinsbrocken unterschiedlicher Größe – von hausgroßen bis zu staubkornkleinen. Der etwas weiter außen liegende E-Ring enthält sogar nur Eispartikel. Sie stammen größtenteils aus den Geysiren des benachbarten Saturnmonds Enceladus.

Gespeist wurde der Phoebe-Ring einst wahrscheinlich vom Mond Phoebe, sein dunkler Staub legt sich aber auch auf den weiter innen liegendne Mond Iapetus. © NASA/JPL/ Space Science Institute

Extrem dünn und sehr alt

Ungewöhnlich auch: Der gewaltige Phoebe-Ring ist extrem zart, seine Partikeldichte sehr gering. „Ein Kubikkilometer Raum des Phoebe-Rings enthält wahrscheinlich nur ein paar Dutzend Staubteilchen“, sagt Hamilton. „Er ist damit ziemlich leer.“ Woher der Staub kommt ist bisher unklar. Forscher vermuten aber, dass er von dem Saturnmond Phoebe stammt. Dieser kreist rund zwölf Millionen Kilometer vom Saturn entfernt und liegt damit im Bereich des nach ihm benannten Rings. Zudem ist seine Oberfläche ähnlich dunkel wie der im Riesenring nachgewiesene Staub.

Die Wissenschaftler vermuten, dass der Staub des Phoebe-Rings extrem alt sein könnte: Er wurde wahrscheinlich schon vor Millionen bis Milliarden Jahren ins All hinaus geschleudert und verteilte sich dann im Laufe der Zeit so extrem weit, wie es heute zu sehen ist. Dies steht im Gegensatz beispielsweise zum E-Ring, der ständig neuen Eisnachschub vom Mond Enceladus erhält. (Nature, 2015; doi: 10.1038/nature14476)

(Nature, 11.06.2015 – NPO)