Durch Zufall bin ich die Tage auf zwei Meldungen gestoßen, die neue Erkenntnisse über den Ringplaneten Saturn versprechen. Astronomen haben 62 neue Monde um den Planeten nachgewiesen, so dass Saturn diesbezüglich Spitzenreiter im Sonnensystem ist. Und neue Untersuchungen legen nahe, dass die Saturnringe erst 500 Millionen Jahre alt sind.
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Saturn Spitzenreiter bei Monden
Saturn und Jupiter besitzen viele Monde – und eine Zeit lang war der Planet Jupiter Spitzenreiter bei der Zahl der Monde. Jetzt hat ein internationales Team von Astronomen, darunter auch Forscher der University of British Columbia, bei Saturn weitere 62 neue Monde nachweisen können, wie die Universität von British Columbia hier mitteilt.
Ich bin über diesen Artikel von heise auf diese neue Information gestoßen. Damit wird der Planet Saturn mit mindestens 145 Monden umkreist und ist erneut der Spitzenreiter in unserem Sonnensysstem (Jupiter besitzt nur 95 bekannte Monde).
In den vergangenen zwei Jahrzehnten wurde die Umgebung des Saturn wiederholt und mit zunehmender Empfindlichkeit auf Monde untersucht. In dieser jüngsten Studie verwendete das Team von Dr. Ashton eine als "Shift and Stack" bekannte Technik, um schwächere (und damit kleinere) Saturnmonde zu finden. Diese Methode wurde bereits bei der Suche nach Monden in der Umgebung von Neptun und Uranus eingesetzt, aber noch nie bei Saturn.
Die Verschiebung einer Reihe von aufeinanderfolgenden Bildern mit der Geschwindigkeit, mit der sich der Mond über den Himmel bewegt, führt zu einer Verstärkung des Mondsignals, wenn alle Daten kombiniert werden. Dadurch werden Monde, die in den Einzelbildern zu schwach waren, um erkannt zu werden, im aus mehreren überlagerten Aufnahmen erzeugten Bild sichtbar.
Das Team verwendete Daten, die zwischen 2019 und 2021 mit dem Canada-France-Hawaii Telescope (CFHT) auf dem Mauna Kea, Hawaii, aufgenommen wurden. Durch Verschieben und Stapeln vieler aufeinanderfolgender Bilder, die in einem Zeitraum von drei Stunden aufgenommen wurden, konnten sie Monde, die den Saturn umkreisen, bis zu einem Durchmesser von etwa 2,5 Kilometern erkennen.
Zu dem von Ashton geleiteten Team gehören UBC-Professor Dr. Brett Gladman, Dr. Mike Alexandersen (Harvard Smithsonian Centre for Astrophysics), Dr. Jean-Marc Petit (Observatoire de Besancon) und Matthew Beaudoin (UBC).
Die ursprüngliche Suche nach den Monden wurde 2019 durchgeführt, als Ashton und Beaudoin noch Studenten an der UBC waren. Sie entdeckten die Monde durch eine akribische Suche in den tiefen CFHT-Aufnahmen, die in diesem Jahr aufgenommen wurden. Die bloße Entdeckung eines Objekts in der Nähe von Saturn am Himmel reicht jedoch nicht aus, um mit Sicherheit sagen zu können, dass es sich um einen Mond handelt – es könnte sich auch um einen Asteroiden handeln, der nahe am Planeten vorbeifliegt (obwohl dies unwahrscheinlich ist).
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Um absolut sicher zu sein, müssen die Objekte mehrere Jahre lang verfolgt werden, bevor man sie als sicher um den Planeten kreisend bezeichnen kann. Nach dem sorgfältigen Abgleich von Objekten, die in verschiedenen Nächten über einen Zeitraum von zwei Jahren entdeckt wurden, gelang es dem Team, 63 Objekte zu verfolgen und sie als neue Monde zu bestätigen.
"Die Verfolgung dieser Monde erinnert mich an das Kinderspiel Dot-to-Dot, denn wir müssen die verschiedenen Erscheinungsformen dieser Monde in unseren Daten mit einer brauchbaren Umlaufbahn verbinden", sagt Dr. Edward Ashton, der das Forschungsprojekt an der UBC begonnen hat und derzeit als Postdoktorand am taiwanesischen Academia Sinica Institute of Astronomy and Astrophysics arbeitet. "Die neuen Entdeckungen bedeuten, dass der Saturn nicht nur seine Krone als der Planet mit den meisten bekannten Monden zurückerobert hat, sondern auch der erste Planet mit über 100 entdeckten Monden ist.
Ringe des Saturn von der NASA-Raumsonde Cassini aufgenommen, Quelle: JPL-CALTECH/NASA, INSTITUT FÜR WELTRAUMFORSCHUNG
Saturn-Ringe vielleicht erst 400 Mio. Jahre alt
Der Planet Saturn ist wohl 4,5 Milliarden Jahre alt und besitzt eine Reihe an Ringen (siehe obiges Bild). Die spannende Frage ist, wann die Ringe des Saturn sich gebildet haben? Neuere Forschungsergebnisse legen nahe, dass dies erst seit höchstens 400 Millionen Jahre der Fall war.
Die Saturnringe könnten sich gebildet haben, während auf der Erde Trilobiten herumkrabbelten. Auf den eisigen Halos hat sich seit höchstens 400 Millionen Jahren Weltraumstaub angesammelt, berichten Forscher in der Zeitschrift Science Advances am 12. Mai 2023.
Die Ringe des Saturn bestehen aus unzähligen Eispartikeln, die beim Aufprall winziger Meteoroiden mit Staub bedeckt werden. Diese Staubpartikel verdunkeln den Teint der Ringe, so wie Schlamm den Schnee auf den Straßen im Winter verdunkelt.
Nach Untersuchungen dieser Eispartikel kommen die Forscher zum Schluss, dass die Ringe sich erst vor relativ kurzer Zeit gebildet haben. Der Physiker Sascha Kempf von der University of Colorado Boulder sagt dazu: "Wir können von Glück reden, dass wir überhaupt einen Ring sehen."
Die Färbung der Ringpartikel war der Schlüssel zu der neuen Analyse der Saturn-Ringe. Weiterhin wurden Daten des Cosmic Dust Analyzer der inzwischen nicht mehr existierenden Raumsonde Cassini (siehe Absturz der Cassini-Raumsonde in die Atmosphäre des Saturn) einbezogen. Von 2004 bis 2017 erfasste das Instrument staubgroße Mikrometeoroiden, die sich um Saturn bewegten, und maß ihre Geschwindigkeit, Masse, Ladung und Zusammensetzung.
Kempf und Kollegen identifizierten etwa 160 Partikel – von Millionen untersuchten Staubkörnchen -, die von außerhalb des Saturnsystems stammen könnten. Die Forscher schätzten die Geschwindigkeit, mit der sich der ankommende Staub auf den Saturnringen ansammelt, und berechneten, wie lange es gedauert hätte, bis die Ringe ihre beobachtete Farbe angenommen hätten. Die Ringe des Planeten könnten erst vor nicht mehr als 400 Millionen Jahre entstanden sein, fand das Team heraus. Ein deutschsprachiger Beitrag zum Thema findet sich auf Spektrum der Wissenschaft oder bei Spiegel Online.
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