Saturnmonde die ihrer Entdeckung harren

Bei drei Beobachtungen des Saturnsystems fanden sich Hinweise auf die Existenz von kleinen Monden. Direkt gesehen wurden sie bis dato aber nicht.

Eine Studie berichtet über starke Indizien für einen kleinen, nur wenige Kilometer großen Mond, der sich durch Ausformungen in einem der Ringe am Rand einer Lücke bemerkbar macht. Das Muster dieser Ausformungen ist gleicht jenem Muster, wie es ein anderer schon länger bekannter größerer Mond verursacht.

Bei einer weiteren Untersuchung entdeckten Forscher zwischen den Ringen Klumpen in der Größe eines Fußballfeldes. Auf dem Foto ist aber nicht zu erkennen, ob es sich um solide Objekte oder um wolkenähnliche Zusammenballungen von Partikeln handelt. Ferner scheinen unzählige dünne Ringe überraschenderweise kantige Ränder zu haben, die vielleicht durch unentdeckte Monde verursacht werden.

Bei einer dritten Arbeit wurde ein Halo aus Sauerstoff rund um Saturn entdeckt, der vermutlich seinen Ursprung in anhaltenden Kollisionen hat die sich zwischen Mini-Monden ereignen, die im Ringsystem ihre Umlaufbahnen haben.

Präsentiert wurden diese drei Studien Mitte November von Planetologen während eines Meetings der Amerikanisch Astronomischen Gesellschaft in Louisville/Kentucky.

Dazu im Detail:

Verborgen in einer Lücke
Einige relativ kleine Monde sind in den großen Lücken zwischen den Saturnringen gut zu erkennen und wurden seinerzeit von der Raumsonde Voyager entdeckt. Diese Monde sind rund 20 Kilometer groß und halten durch Beschleunigungs- (Mond bewegt sich innerhalb eines Planetenrings) oder durch Bremswirkung (Mond bewegt sich außerhalb eines Planetenrings) die Ringteilchen in einem engen Bereich zusammen und sind damit für die Lücken im Ringsystem verantwortlich.

Aber ob in allen Lücken (etwa ein Dutzend) zwischen den Saturnringen Monde vorhanden sind, ist nicht bekannt. Eine der zahlreichen Aufgaben von Cassini ist es herauszufinden, ob alle Lücken - auch die kleinen - von Hirtenmonden kontrolliert werden. Für die Forscher ist auch noch ungeklärt, wie sich die Ringe ursprünglich formten und was sie wieder zum Verschwinden brachte.

Carolyn Porco vom Institut für Weltraumwissenschaften in Boulder/Colorado leitet ein Projekt, dessen Ziel die Auffindung von bis jetzt noch unentdeckten Monden zwischen den Saturnringen ist. Porco meint, dass es Indizien für einen kleinen Mond in der Keeler-Lücke gibt. Die Keeler Lücke ist etwa 35 km breit und befindet sich nahe dem äußeren Rand des A-Ringes. Der Beweis ist in Form von Material, das wie "stachelige Büscheln" in die Keeler-Lücke hineinragt, vorhanden. Porco vermutet, dass der Mini-Mond etwa 5 km groß ist. Die Forscherin betont aber, dass dies nur eine geschätzte Größe ist; basierend auf dem Durchmesser der Lücke und der Tatsache, dass dieser Satellit bis jetzt noch nicht gesehen wurde.

Weitere Indizien für Mini-Monde
Eine weitere Serie von Beobachtungen ermöglichte den Forschern genaueres über die Größe und Verteilung der Ringpartikel in Erfahrung zu bringen. Dabei kam ihnen ein Zufall zu Hilfe. Ein weit entfernter Stern passierte die Ringebene und sein Licht flackerte mehr oder weniger stark durch die Ringe hindurch.

So wurden ganze Partikelbündel zwischen den Ringen entdeckt. Das Sternenlicht wurde an manchen Stellen über eine Strecke von 40 Metern abgeblockt, während es an anderen Stellen fast ungehindert durchleuchten konnte. Weitere Beobachtungen sind allerdings nötig um herauszufinden, ob es sich nur um Zusammenballungen von Partikeln handelt oder um solide Klumpen bzw. um eisige Mini-Monde.

Möglicherweise noch interessanter ist eine Konzentration von Material ganz knapp am Rande eines Ringes; maximal 50 Meter entfernt. Diese Anhäufung von Material könnte durch andauernde Kollisionen zwischen den Ringteilchen entstanden sein. Auslöser dieser Zusammenstöße ist möglicherweise der gravitative Einfluss eines nahen kleinen Mondes.

Weiters zeigten hochaufgelöste Aufnahmen mehr als 30 Dichtewellen in den Ringen, die vermutlich durch Interaktionen zwischen Monden und Ringen entstehen. Dichtewellen sind zwar schon früher in den Ringen beobachtet worden, aber nicht mit dieser Auflösung.

Fortlaufende Kollisionen
Bei einer weiteren Reihe von Beobachtungen wurde eine riesige Wolke aus Sauerstoffatomen um Saturn entdeckt. Diese Wolke erhält immer wieder Nachschub, wenn Mini-Monde innerhalb der Ringe kollidieren, zerbrechen und Eispartikel freisetzen. Die Strahlungsgürtel rund um den Riesenplaneten bringen die Eispartikel zum Schmelzen und setzen Sauerstoffatome frei. Zu dieser Ansicht kam Larry Esposito, der Leiter von Cassinis Ultraviolett-Imaging-Spektrometer-Team.

Weitere Ergebnisse brachten zutage, dass die Ringpartikel in Schmutz eingehüllt sind, wobei die Schmutzhülle nicht bei allen Partikeln gleich dick ist. Dies hängt vom Bereich ab, in welchem sich die Partikel befinden. Der unterschiedliche Grad der Verschmutzung kann dadurch erklärt werden, dass durch jüngere Zerstörungen von Mini-Monden noch relativ frisches Material in den Ringen vorhanden ist.

Das Saturnsystem gleicht einer Scheibe, wie sie typischerweise einen Stern nach dessen Entstehung umgibt; noch bevor sich die Planeten formten. Der Prozess, wie sich Saturns Monde und Mini-Monde entwickeln, miteinander kollidieren, manchmal auf ungewöhnliche Bahnen gelangen, könnte Aufschluß über die Entstehung unseres Sonnensystem geben.


25. November 2004/SP
Verein Kuffner-Sternwarte