Objekt des Monats
September 2018
Phänomene der Saturn-Ringe

 
 

Die hellen Hauptringe haben einen Breite von 70 000 Kilometer, sind aber nur 0,1 Kilometer (100 Meter) dick. Der Aufbau des Ringsystems ist im Objekt des Monats Mai 2014 ausführlich beschrieben.

  
 

Die Saturn-Sonde Cassini hat interessante Phänomene in den Ringen des Saturn fotografiert. Die Ringe befinden sich innerhalb der Roche-Grenze des Planeten. Innerhalb dieser Grenze würde ein größerer Körper zerrissen werden. Deswegen wird Saturn hier nur von den Brock des Rings und zwei sehr kleiner Monde umkreist. Die Stücke der Ringe haben Umlaufzeiten zwischen 5 (D-Ring) und 15 Stunden (F-Ring) und eine Größe zwischen der eines Staubkorns und mehreren Metern.

 
 

Im Bild unten ist der Aufbau des Ringsystemens dargestellt. Weiter außen liegt noch der G- und E-Ring, die beide sehr schwach sind. Bild Wikipedia

 
 
 
 

Wellen

 
 

Der kleine Mond Daphnis umkreist Saturn innerhalb des A-Rings. Er sorgt, zusammen mit dem zweiten Schäfermond Pan dafür, dass die 42 km breite Keeler -Teilung frei von Ringmaterie ist. Am Rand dieser Teilung entstehen durch Daphnis Wellen. 

Der kleine Mond zieht die Ringteile an und lenkt sie leicht von ihrer Bahn ab, so dass sie diese Wellen bilden. Die Wellen ragen bis zu 4 Kilometer über die Ringebene hinaus.

 

 

Daphnis scheint auf dieser Welle zu surfen.
Bild: Cassini Imaging Team, SSI, JPL, ESA, NASA
 
 
Roche-Grenze

Ein Himmelskörper (Mond) wird von der Gravitation zusammengehalten. Umkreist er einen größeren Körper (Planet), so wirken auf ihn die Gezeitenkräfte des Planeten. Kommt der Mond dem Planeten näher, sind die Gezeitenkräfte größer und der Mond wird zerrissen. Die Entfernung, die ein Mond mit einem bestimmten Durchmesser mindestens von seinem Planeten haben muss, um nicht zerrissen zu werden ist die Roche-Grenze. Benannt wurde sie nach Édouard Albert Roche (1820-1883 französischer Astronom), der sie 1850 entdeckte.

Schäfermonde

Schäfermonde sind kleinere natürliche Satelliten von Gasplaneten im Sonnensystem. Sie sorgen für deutlichen Lücken oder separieren Einzelringe in deren Ringsystem. Die Namensgebung rührt daher, dass sie wie ein Hirte die „Herde“ der Ringpartikel eingrenzen.
Befinden sich Partikel vor oder hinter dem Mond auf seiner Umlaufbahn, so werden diese entweder in Bahnrichtung beschleunigt und nach außen geschleudert, oder sie werden auf ihrer Bahn abgebremst und fallen nach innen.

 
 

Propeller

 
 

Wieder sorgt die Gravitation eines kleinen Monds für Störungen der Ringteile. Die Störungen im A-Ring werden durch einen einige hundert Meter großen Mond verursacht, der zu klein ist, um eine Lücke zu reißen. Entdeckt wurden die Propeller in Aufnahmen der Saturn-Sonde Cassini, die im Juli 2004 gelangen. Der Propeller ist 5 Kilometer lang, der verursachende Brocken befindet sich in der Mitte.

 

 

Bild: NASA/JPL/SSI Februar 2017

 
 

Spitzen

 
 

Am Rand des B-Rings erheben sich die Spitzen 2,5 Kilometer über die Ebene der Ringe. Sie werden durch die Gravitation von Brocken verursacht, die bis zu einem Kilometer groß sind. Solche Aufnahmen sind nur bei Saturns Tag-und-Nacht-Gleiche möglich. Nur dann werden die Spitzen so belichtet, dass sie lange Schatten werfen.

 

 

 

Bild: NASA/JPL/SSI Februar 2016

 
 

Mini-Jets

 
 

Es sieht aus als ob der F-Ring nach innen einzelne Fransen hätte. (kleines Bild oben rechts) Normalerweise treten die Mini-Jets isoliert auf. In seltenen Fällen konnten jedoch gleich mehrere eng beieinander liegenden Mini-Jets beobachtet werden, wobei sie eine harpunenähnliche Struktur erzeugen (Bild: NASA, JPL, Space Science Institute, Queen Mary University London)

  
 

Die Mini-Jets werden durch die Gravitation von Objekten erzeugt, die sich innerhalb des F-Rings befinden. Der kleine Mond Prometheus (120 x 90 km) fegt mit seiner Gravitation Furchen in den F-Ring. An anderen Stellen entstehen dagegen durch ihn schneeballartige Verklumpungen aus Ringpartikeln, mit bis zu einem Kilometer Durchmesser aus Wassereis und Staub. Diese „Schneebälle“ sollten sich durch die Gezeitenkräfte und den gegenseitigen Kollisionen der Ringpartikel, so die bisherige Annahme, innerhalb weniger Wochen bis Monate in ihre ursprünglichen Bestandteile auflösen.

Durch die Schwerkraft ziehen diesen "Schneebällen" einen Schweif aus glitzernden Eispartikeln hinter sich her, welche typischerweise Längen von 40 bis 180 Kilometern erreichen. Ein Team der Queen Mary University in London, hat einen solchen Jet auf einer im Januar 2009 erstellten Aufnahme entdeckt und diesen auf weiteren Aufnahmen über einen Zeitraum von nur acht Stunden verfolgt. Dadurch verändert sich das optische Erscheinungsbild des F-Ringes permanent.
 
     
 

Quellen:
Suw 2017/10 Seite 26  
Suw 2017/2 Seite 28   
Wikipedia
https://www.starobserver.org/tag/keeler-teilung/
https://www.nasa.gov/image-feature/jpl/pia21433/cassini-targets-a-propeller-in-saturns-a-ring
https://www.nasa.gov/image-feature/jpl/pia21448/propeller-belts-of-saturn
https://phys.org/news/2018-02-image-saturn-peaks.html
https://www.raumfahrer.net/news/astronomie/25042012205306.shtml
https://www.raumfahrer.net/news/astronomie/25042012205306.shtml