- Astronomie im Berchtesgadener Land -

Monatsthema Januar 2005: "Herr der Ringe"

Den Titel "Herr der Ringe" verbinden wir eher mit einem Kinofilm als mit einem Planeten, doch wegen seiner Einzigartigkeit und Auffälligkeit hätte auch Saturn einige Oskars verdient.

In unserem Planetensystem ist der Saturn nach dem Jupiter der zweitgrößte Planet. Sein Abstand zur Sonne ist 10 mal soweit wie der der Erde und fast doppelt so groß wie der des Jupiter, nämlich 9,58 AE (Astronomische Einheiten). Der kleinste Abstand zur Sonne beträgt 1,35 Milliarden Kilometer, der größte 1,51 Milliarden Kilometer. Für einen Umlauf um die Sonne benötigt er fast 30 Jahre, seine Rotationsdauer beträgt 10 Stunden und 39 Minuten.

Bis Wilhelm Herschel 1781 den Uranus entdeckte, galt Saturn als der äußerste Planet in unserem Sonnensystem. Wenn Saturn am Himmel zu sehen ist, fällt er besonders durch sein gelbliches, ruhiges Licht auf. Durch seinen großen Abstand zur Sonne hat man den Eindruck, er bewege sich fast nicht. Eine deutliche Positionsveränderung erkennt man erst, wenn man Saturn über einen längeren Zeitraum (2 Wochen) beobachtet.

Einer der ersten Beobachter, die den Saturn mit einem Fernrohr anvisierten, war Galileo Galilei. Er staunte nicht schlecht, als er im Jahre 1610 statt einer Scheibe, wie er es von den anderen Planeten kannte, eine längliche Form mit 2 Ausbuchtungen rechts und links fand. Die beiden seitlichen Ausbuchtungen hielt er erst für zwei eng benachbarte Monde. Als die Monde zwei Jahre später verschwunden waren, dachte er in Anlehnung an die griechische Mythologie, Saturn habe seine beiden Söhne "verspeist". Ein paar Jahre später waren die Ausbuchtungen wieder zu sehen, sogar noch klarer als je zuvor und Galilei bezeichnete Saturn als "Planet mit Henkeln".

Der holländische Physiker und Astronom Christian Huygens war der erste, der 1656 die Ausbuchtungen als freischwebenden Ring um den Saturn erkannte. Er beschrieb ihn als dünnes Band, als Einzelstück ohne jede Struktur.

Erst 50 Jahre nach Galileis Entdeckung erforschte der Direktor der Pariser Sternwarte, Domenico Cassini, den Ring genauer und vermutete ein System aus mindestens 2 Ringen, das den Planeten umgibt. Die Trennlinie zwischen dem inneren B-Ring und dem äußeren A-Ring wird ihm zu Ehren als Cassini-Teilung bezeichnet.

Es stellt sich die Frage, warum die Ringe scheinbar eine Zeit lang verschwunden waren. Die Ringe befinden sich in der Äquatorebene des Saturns. Alle 14,75 Jahre präsentieren sie sich in einer Kantenstellung, in der wir sie wegen ihrer geringen Dicke nicht sehen. In der Zwischenzeit wendet uns der Planet die Nord- bzw. Südhalbkugel zu. Durch seine um 27° gegen die Erdbahnebene geneigte Achse sehen wir entweder von oben oder unten auf die Saturnringe. Zeitweise reflektieren die Ringe mehr Licht als die Planetenkugel selbst, was zu auffälligen Helligkeitsunterschieden führt.

Im Jahre 1785 bewies der französische Mathematiker Pierre Simon de Laplace, dass die Saturnringe keine festen Scheiben sein können. Aufgrund der Himmelsmechanik umrunden die inneren Ringzonen den Planeten viel schneller als die äußeren, bei der Größe der Ringe würden diese zerfetzt werden. Der Abstand vom inneren zum äußeren Rand beträgt immerhin 46.000 km. 1848 wurde noch ein weiterer, der C-Ring entdeckt. Erst die Nahaufnahmen der Voyager Sonden zeigten, dass die Aufteilung in die verschiedenen Ringe durch die große Entfernung vorgetäuscht wird. In Wirklichkeit sind es tausende von Einzelringen, die sich vermutlich ständig verändern. Durch weitere Untersuchungen mit Hilfe von Radargeräten identifizierte man die Bestandteile der Ringe als eisüberkrustete Gesteinsklumpen, deren Größe zwischen einem Einfamilienhaus und der Größe von Staubkörnern variiert.

Da man nicht einmal mit Hilfe von Riesenteleskopen von der Erde aus weitere Informationen vom Saturn bekommen konnte, entschloss man sich schon bald zu Raumsonden, die am Saturn vorbei fliegen sollten, um Bilder zur Erde zu schicken. Dabei wurde nicht nur der Planet beobachtet, sondern auch seine zahlreichen Monde. Von 1979 bis 1981 gab es 3 Sonden (Pioneer 11, Voyager 1 und 2) die am Saturn vorbeirasten, der Nachteil war aber, dass sie im Vorbeiflug nur Momentaufnahmen machen konnten. Bereits in den 80er Jahren begannen die Überlegungen, eine unbemannte Saturnexpedition zu starten. Am 15. Oktober 1997 startete die Cassini-Sonde mit Hilfe einer Trägerrakete Richtung Saturn. Mit an Bord der Cassini ist die Tochtersonde Huygens, die den Saturnmond Titan erforschen soll. Am 1. Juli 2004 erreichte Cassini den Saturn; zur Weihnachtszeit trennte sich Huygens von Cassini und soll am 14. Januar in die Atmosphäre von Titan eindringen.

Bisher wissen wir, dass Saturn über 3.000 Ringe besitzt. Der Planet ist wie sein Nachbar Jupiter ein Gasriese. Sein Durchmesser beträgt 120.536 km, nur um 1/5 weniger als der des grösseren Nachbarn, aber nur noch 60 % von dessen Volumen und 30 % seiner Masse. Aus letzterem folgt, dass Saturn eine noch geringere mittlere Dichte als Jupiter hat: es ist die geringste aller Planeten des Sonnensystems. Sie liegt auch deutlich unter der von Wassereis; Saturn würde in einem großen Ozean schwimmen. Die geringe Dichte ist auch für die abgeplattete Form verantwortlich: der Poldurchmesser ist um ca. 10 % kleiner als der Äquatordurchmesser. Bei der Erde beträgt der Unterschied nur 4 Promille. Mit Spannung erwarten wir nun die neuen Erkenntnisse der Cassini-Expedition.

Florian Kronawitter

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