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Göttingen Forscher aus Göttingen untersuchen Ravioli-Monde des Saturns
Campus Göttingen Forscher aus Göttingen untersuchen Ravioli-Monde des Saturns
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20:01 28.03.2019
Die fünf Monde Pan, Daphnis, Atlas, Pandora und Epimetheus finden sich im äußeren Bereich des von der Erde gut sichtbaren A-Rings und in der Nähe des F-Rings. Quelle: r
Göttingen

Forscher des Max-Planck-Instituts für Sonnensystemforschung (MPS) in Göttingen haben gemeinsam mit einem Team durch die letzte Phase der NASA-Mission Cassini neue Erkenntnisse über die Ravioli-förmigen Ringmonde des Saturns gewonnen. Die Ergebnisse ihrer Messungen veröffentlichen sie nun in der Fachzeitschrift Science.

Die meisten der 62 Saturnmonde kreisen in großem Abstand außerhalb des Hauptringsystems um den Riesenplaneten, sagt Birgit Krummheuer vom MPS. Die fünf Ringmonde Pan, Daphnis, Atlas, Pandora und Epimetheus bildeten eine Ausnahme. Mit der Cassini Raumsonde der gleichnamigen Mission konnten die Forscher nun einen genaueren Blick auf die Monde und ihre Umgebung werfen.

Bizarre Welten

Besonders die drei innersten der Ringmonde seien bizarre Welten, meint Krummheuer. Pan, Daphnis und Atlas ähnelten in ihrer Form mit ihren wulstartigen Verdickungen entlang ihres Äquators kosmischen Ravioli. Die Monde Pandora und Epimetheus bewegen sich in einer an sie angrenzenden Umlaufbahn. Sie würden eher wie Kartoffeln aussehen. Sie haben alle Durchmesser zwischen acht und 120 Kilometern.

Mit der Raumsonde Cassini konnten die Forscher sie aus bisher unerreichter Nähe studieren, sagt Krummheuer. Zwischen Dezember 2016 und April 2017 flog Cassini sechs Mal an ihnen vorbei. Mit fünf Kameras und mit Spektrometern untersuchte die Sonde die Ringmonde. An Bord war auch der Teilchendetektor LEMMS (Low Energy Magnetospheric Imaging Instrument), den Wissenschaftler des MPS entwickelt und gebaut hatten.

Wagemutige Manöver

Zwischen April und September 2017 flog die Raumsonde ihre wagemutigsten Manöver im innersten Ring und überwachte mit LEMMS die Plasmaumgebung der Monde. Dabei konnten sich die Forscher das bisher genauste Bild machen. „Mit räumlichen Auflösungen zwischen 36 und 170 Metern pro Pixel lassen sich Volumen und somit Dichte der Körper deutlich genauer bestimmen als zuvor“, berichtet Krummheuer. „Auch detailliertere Aussagen zu den Verdickungen am Äquator sind so möglich.“

Die Raumsonde Cassini

Die Raumsonde Cassini ist in einer gemeinsamen Mission der National Aeronautics and Space Administration (NASA), der European Space Agency (ESA) und der italienischen Weltraumorganisation Agenzia Spaziale Italiana (ASI) ins Weltall gestartet. Sie umkreiste nach Angaben der NASA als Orbiter den Planeten Saturn und studierte sein Ringsystem. Im Jahr 2005 setzte sie außerdem die Sonde Huygens ab, die auf dem größten Saturnmond Titan landete. Die Cassini-Mission wurde mehrfach verlängert. Am 15. September 2017 trat die Raumsonde geplant in die Saturnatmosphäre ein und der Kontakt zur ihr brach ab.

Aus ihren Messungen schließen die Wissenschaftler, dass die Ringmonde in einem mehrstufigen Prozess entstanden sind. Es habe sich nach und nach lockeres Material aus den Saturnringen am Äquator an den Ringmonden abgelagert. Darunter könne sich ein dichterer Kern verbergen: ein Bruchstück eines größeren Körpers, der den Saturn umkreiste und durch Zusammenstöße zerbrach.

Überraschung in Messdaten

Mit einem Spektrometer entdeckten die Forscher zudem, dass die inneren Ringmonde rötlicher wirken als die äußeren. Sie vermuten dort organische und eisenreiche Verbindungen. Die bläuliche Farbe der äußeren Monde rührt von Eiskörnchen her, die ein anderer Saturnmond ins All abgibt. „Beide Prozesse wirken zusammen und bestimmen so das Erscheinungsbild der Ringmonde in Abhängigkeit von ihrem Abstand zum Saturn“, so MPS-Wissenschaftler Dr. Elias Roussos. Er ist einer der Hauptautoren der Veröffentlichung.

Eine Überraschung war für die Forscher eine Ansammlung energetischer Elektronen entlang des äußeren Rings. „Ringe sind allgemein dafür bekannt, Partikelstrahlung zu absorbieren“, erklärt Roussos. „Im Gegensatz dazu scheint der F-Ring einen eigenen, winzigen Strahlungsgürtel zu erzeugen. Wie das passiert, ist immer noch ein Rätsel.“

Von Norma Jean Levin

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