Das Staunen des Galileo Galilei

Galileo Galilei © Justus Sustermans (1636)

„Ich weiß kaum, was ich zu einem so überraschenden, unerwarteten und neuen Phänomen sagen soll“, schrieb der Astronom Galileo Galilei 1612. Die Quelle seiner Verblüffung: Nur zwei Jahre, nachdem er am Saturn zwei neue Trabanten entdeckt hatte, lösten sie sich vor seinen Augen scheinbar wieder in Luft auf.

Geneigte Ringe nehmen ab und zu

Und es kam noch mysteriöser: Wenige Jahre nach ihrem seltsamen Verschwinden tauchten die vermeintlichen Himmelskörper genauso plötzlich wieder auf. Galilei konnte sich dieses Phänomen nicht erklären und vermutete vorsichtig, es müsse sich wohl um eine Art von „Armen“ des Saturn handeln, die aus unbekannten Gründen wuchsen und wieder schrumpften.

Eine Lösung für das Rätsel der „Saturn-Arme“ lieferte erst ein halbes Jahrhundert später der niederländische Astronom Christiaan Huygens. Dank seines besseren Teleskops stellte er 1659 fest, dass der Saturn keineswegs Auswüchse trug, sondern vielmehr von einer Reihe von Ringen umgeben war. Weil ihre Ebene um 27 Grad gegen die Bahn des Planeten geneigt ist, kehren sie der Erde mal ihre Fläche, mal ihre schmale Kante zu, und scheinen so an Größe zu- oder abzunehmen. Alle 14,8 Jahre verschwinden die Ringe vorübergehend sogar ganz, weil sie dann der Erde genau ihre Schmalseite zukehren.

So zeichnete der Astronom Christiaan Huygens die sich verändernde Neigung der Ringe auf. © historisch

Lücken im System

Nur einige Jahre nach dieser sensationellen Entdeckung sorgte ein französisch-italienischer Astronom für neues Aufsehen. Giovanni Cassini beschrieb nicht nur weitere vier bisher unbekannte Saturnmonde – Iapetus, Rhea, Tethys und Dione. Er entdeckte auch, dass die Ringe durch eine schmale Lücke in zwei Gruppen geteilt sind. Im zu Ehren wird sie seitdem als „Cassini-Spalte“ bezeichnet.

Heute weiß man, dass der Saturn nicht nur von zwei Ringen, sondern von einem ganzen Ringsystem aus zehntausenden von Einzelringen umgeben ist. Sie umgeben den Planetenäquator in Abständen zwischen 7.000 und gewaltigen zwölf Millionen Kilometern. Damit würden sie die gesamte Lücke zwischen Erde und Mond füllen. Trotz ihrer Größe aber sind sie sehr dünn: Ihre Dicke liegt bei gerade mal 1,5 Kilometern.

500 Kilometer große Eiskugel

Schon erste Aufnahmen vom Sonden hatten die sieben Hauptringe des Systems identifiziert: Von innen nach außen in der Reihenfolge ihrer Entdeckung D, C, B, A, F, G und E benannt, bilden sie ein komplexes Gebilde aus Tausenden von Unterringen und Lücken. Sie bestehen vorwiegend aus Wassereis-Brocken der unterschiedlichsten Größen, vom mikrometerkleinen Körnchen bis zu kilometergroßen Minimonden. Den Hauptteil der Ringmaterie aber machen Partikel zwischen wenigen Zentimetern und einigen Metern Größe aus. Sie würden zusammengeballt eine Eiskugel von 500 Kilometer Durchmesser ergeben.

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Monde als „Staubsauger“

Inzwischen ist auch klar, warum die Saturnringe so viele Lücken aufweisen: Zumindest in einigen Fällen sind Monde schuld. Sie kreisen in diesen Lücken und saugen wie eine Art Staubsauger ständig Ringpartikel auf, die in ihre Nähe geraten. So verursacht der kleine Mond Pan die sogenannte Encke-Lücke im hellen A-Ring, der Mond Daphnis die kleine Keeler-Lücke im gleichen Ring.

Auch die bereits von Giovanni Cassini entdeckte Lücke zwischen dem A und B-Ring des Saturn hängt zumindest teilweise mit der Anwesenheit eines Saturnmonds zusammen, dem Mimas. Allerdings sind weder die Cassini-Teilung, noch die meisten anderen Ringlücken vollkommen leer. Sie sind nur weniger dicht mit eher dunkleren, kleinen Partikeln gefüllt.

Nadja Podbregar
Stand: 23.09.2016