Saturn, der sechste Planet von der Sonne. Die Ringe des Saturn sind ein System flacher konzentrischer Formationen aus Eis und Staub, die sich in der Äquatorialebene des Planeten befinden. Der Planet hat sieben Hauptringe (A, B, C, D, E, F, G) und viele kleine Ringe.
Die Öffnung der Ringe des Saturn
1610 - Galileo Galilei war der erste, der die Ringe des Saturn durch sein 20-faches Teleskop sah, erkannte sie jedoch nicht als Ringe.
1655 - Christian Huygens, ein Wissenschaftler aus den Niederlanden, erkannte als erster den Ring in den seltsamen Vorsprüngen, die den Saturn begleiteten. Aber nur 4 Jahre später, überzeugt davon, dass er Recht hatte, erzählte er auf den Seiten des Buches "System of Saturn", dass Saturn "von einem dünnen, flachen Ring umgeben ist, der sich nirgendwo berührt und zur Ekliptik neigt".
1675 - Der Direktor des Pariser Observatoriums, Giovanni Domenico Cassini, entdeckte einen schwarzen Streifen im Ring (später wurde er "Cassini-Division" genannt). Sie schnitt es in zwei Teile - sie wurden Ringe A und B genannt. Er war der erste, der davon ausging, dass die Ringe aus getrennten Partikeln bestehen.
Der Ursprung der Ringe
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Nun tauchten nacheinander Hypothesen auf. Seit mehreren Jahrhunderten ziehen die mysteriösen Ringe des Saturn ausnahmslos die Aufmerksamkeit der Astronomen auf sich. Je perfekter die Teleskope wurden, desto komplexer schien die Struktur der Ringe zu sein. Heutzutage wissen wir - mit Hilfe von interplanetaren Sonden, die sich in der Nähe des Saturn befanden - viel über sie. Zusätzlich zu den wichtigsten haben Astronomen bereits mehr als 100.000 separate Ringe gezählt, die den Planeten umgeben. Sie unterscheiden sich in ihrer chemischen Zusammensetzung und Farbe. Die Herkunft der Ringe wirft noch viele Fragen auf. Die Forscher stellen immer wieder neue Hypothesen auf, die die Natur der Ringe erklären.
Hypothesen
Im 19. Jahrhundert stellte der französische Astronom Edouard Albert Roche die Hypothese auf, dass einer der Saturnmonde dem Planeten so nahe gekommen war, dass er von Gezeitenkräften auseinandergerissen wurde und seine Trümmer Ringe bildeten, die jetzt den Saturn umgeben. Kein einziger Satellit, der die sogenannte "Roche-Grenze" überschritten hat, kann überleben. früher oder später wird es zerfallen und einen weiteren Ring bilden, der sich später auf dem Planeten niederlassen wird. Wie dem auch sei, Ringe, so glauben die Befürworter dieser Hypothese, sind vorübergehend. Wir haben das Glück, in einer Zeit zu leben, in der mehrere große Planeten von ihnen umgeben sind.
Nach einer anderen Hypothese könnten sich die Ringe nach der Kollision eines Saturnmondes mit einem großen Meteoriten gebildet haben. Viele Trümmer, die nach der Kollision die Umgebung des Planeten verunreinigten, wurden zum Material, aus dem die Ringe gebildet wurden. Berechnungen haben gezeigt, dass ihr Alter nicht mehr als 100 Millionen Jahre beträgt.
Woraus Ringe bestehen
Wir wissen jetzt, dass die Saturnringe zu 90–95% aus Wassereis bestehen. Aber die Himmelskörper, die als Material für sie dienen könnten, bestehen mindestens zur Hälfte aus verschiedenen Silikaten und Metallen. Daher sollten die Saturnringe auch mindestens einige zehn Prozent dieser Materialien enthalten. Nur neue Hypothesen können diesen Widerspruch auflösen.
Aber was wäre, wenn die Ringe des Saturn wie die ihm am nächsten gelegenen Satelliten aufgrund derselben Katastrophe gebildet würden? Diese Version wurde 2010 vom amerikanischen Astrophysiker Robin Kanup vorgelegt. Er schlug vor, dass sich in der fernen Vergangenheit ein anderer Satellit, so groß wie Titan, um Saturn drehte. Sein Kern bestand aus Silikaten und Eisen, und eine mächtige Eisschale bedeckte ihn. Als er sich unter dem Einfluss von Gezeitenkräften dem Planeten in einer Entfernung näherte, die der Roche-Grenze entsprach, warf er diese Eisschale ab, die sich allmählich in immer kleinere Teile auflöste und um den Saturn kreiste und zahlreiche Ringe bildete. Der Eisensteinkern des Satelliten brach auf dem Saturn zusammen.
Berechnungen zufolge wogen die Ringe des Saturn einst tausendmal mehr als heute. Asteroiden und Kometen, die gelegentlich gegen sie stießen, schlugen jedoch einen Teil des Materials aus. Es könnte die inneren Satelliten des Saturn gebildet haben - zum Beispiel Tethys. In der Zwischenzeit füllten in Asteroiden enthaltene Silikate und Metalle das Material der Ringe wieder auf - so erschienen die dort gefundenen 5-10% der Verunreinigungen.
Wann haben sich die Ringe gebildet?
Diese Hypothese hat jedoch, wie die anderen erwähnten, die gleichen Nachteile. Zum Beispiel erscheinen nach der Zerstörung eines Satelliten Fragmente unterschiedlicher Größe - von Eiswürfeln bis zu Eisbergen, die sich über mehrere zehn Kilometer erstrecken. Tatsächlich ist keine der Eisschollen, die die Ringe gebildet haben, länger als 10 Meter. Es ist eine andere Sache, wenn die Ringe des Saturn zusammen mit dem Planeten erschienen! Dann könnten - wegen der starken Gegenwirkung gegen die Schwerkraft - kleine Eisstücke nicht einmal in Klumpen von der Größe eines Hauses verloren gehen. Darüber hinaus ist die Zerstörung des Satelliten dennoch ein Unfall, und alle Riesenplaneten sind von Ringen umgeben, weshalb der Zufall nicht sehr glaubwürdig ist. Viele Astronomen glauben, dass sich gleichzeitig die Ringe um die Planeten gebildet haben.
Diese Ringe bestehen also aus Materie, die seit der Entstehung des Sonnensystems überlebt hat? Zu dieser Zeit drehte sich eine riesige Scheibe aus Gas und Staub um die Sonne, aus deren Material die Planeten nacheinander geboren wurden. Die Überreste der Weltraumrohlinge - all diese Eis- und Staubpartikel - drehten sich nun zwischen den neu geprägten Planeten und rollten schließlich zu Satellitenklumpen hinunter. Sie können jedoch nur in einiger Entfernung vom Planeten entstehen, da sie sonst schnell zusammenbrechen. In der Nähe der Riesenplaneten blieben daher einige Zeit Fragmente einer Gasstaubscheibe zurück, die anschließend getrennte Ringe bildeten.
Aufgrund häufiger Kollisionen untereinander sowie der Auswirkungen starker Gezeitenkräfte bildeten all diese Körner und Klumpen nie einen einzigen Satelliten. Wenn diese Version korrekt ist, wird das Material der Ringe ständig mit Materie von der Oberfläche der Saturnmonde aufgefüllt - andernfalls könnten die Ringe in mehreren hundert Millionen Jahren verdunsten.
Neue Ringe erkennen
Währenddessen entdecken Astronomen neue Saturnringe. Vor einiger Zeit wurde ein bisher unbekannter riesiger Ring bemerkt. Im Prinzip sind die Ringsysteme von Riesenplaneten im Vergleich zu den Planeten selbst recht klein. Laut Astronomen überschreitet ihr Radius nicht 5-10 Radien des Planeten. Der Radius der größten bis vor kurzem bekannten Saturnringe - Ringe E - überschritt also nicht 10 Saturnradien (sein äquatorialer Radius beträgt 60.000 km).
Beobachtungen haben gezeigt, dass die äußeren Ringe des Saturn nach Kollisionen mit Mikrometeoriten ständig von Staub angetrieben werden, der von der Oberfläche seiner Satelliten austritt. Daraus besteht der Ring, der erst 2009 entdeckt wurde. Sein Radius beträgt 100 bis 200 Radien des Saturn und er besteht aus Staub, der von der Oberfläche von Phoebe, dem entferntesten und dunkelsten Satelliten des Planeten, geworfen wird. Sie konnten den neuen Ring dank der von ihm ausgehenden Infrarotstrahlung entdecken. Im Gegensatz zu anderen Saturnringen befindet es sich nicht in der Äquatorialebene des Planeten, sondern in der Ebene der Umlaufbahn, entlang der es sich um die Sonne dreht. Der Winkel zwischen den beiden Ebenen beträgt ca. 27 °.
Die Dichte dieses Rings beträgt nur 20 Partikel pro Kubikkilometer (!). Laut der Astronomin Anne Verbisker von der University of Virginia, die die Forschung leitete, "sind die Partikel des Rings so weit voneinander entfernt, dass man sie nicht einmal sofort bemerkt, wenn man in sie eindringt." Darüber hinaus überschreitet die Partikelgröße häufig einige Mikrometer nicht.
Es scheint, dass sich die Staubpartikel, die aus diesem Ring herausfliegen, auf der Oberfläche eines anderen Saturn-Satelliten, Iapetus, ablagern. Dies erklärt das seltsame Aussehen dieses Mondes. Es ist klar in zwei Hälften unterteilt, hell und dunkel. Experten zufolge reicht die Höhe der Staubschicht, die eine ihrer Seiten bedeckt, von 20 Zentimetern bis zu mehreren Metern.
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