Seit dem Jahr 2004 kreist die Raumsonde Cassini in einer Umlaufbahn um den Saturn und untersucht unter anderem seine Eismonde sowie deren Wechselwirkung mit der Umgebung. Mittlerweile ist das Raumfahrzeug an vielen sehr unterschiedlichen Monden vorbeigeflogen. Dazu zählt auch Rhea, der mit einem Durchmesser von 1528 Kilometern nach Titan zweitgrößte Satellit des Ringplaneten. Etwa alle viereinhalb Tage umläuft Rhea ihren Mutterplaneten in einer mittleren Entfernung von 526 000 Kilometern.

An Bord von Cassini befinden sich neben anderen Gerätschaften der Elektronendetektor MIMI/LEMMS und das Staubexperiment CDA. MIMI/LEMMS erfasst die Absorption von Elektronen entlang der Bahn eines Mondes. Das Messprinzip ist einfach: Die Forscher nehmen an, dass Elektronen auf Magnetfeldlinien im Saturnsystem zwischen Nord- und Südpol des Planeten ständig hin und her laufen. Befindet sich dichtes Material, etwa ein Mond, ein Staubring oder ähnliches auf dem Laufweg, so wirkt dieses Material wie ein Staubsauger für Elektronen. Als Folge davon registriert das Instrument weniger dieser Teilchen. In den Datensätzen lassen sich Herkunft und Dichte des Materials genauer analysieren.

Als Cassini die Umgebung des Mondes Rhea unter die Lupe nahm, zeigten sich in den Zählraten von energiereichen Elektronen ganz besondere Fingerabdrücke: Beim An- und Abflug der Sonde fiel die Zählrate ab, wobei in den beiden Flanken der Kurve merkwürdige Ausschläge auftraten. Nah an Rhea registrierte das Nachweisgerät praktisch überhaupt keine Elektronen mehr.

"Die Auswertung ergab, dass irgendetwas die Elektronen entlang ihrer Bahnen daran hinderte, den Detektor zu erreichen", sagt Geraint Jones vom Mullard Space Science Laboratory in Großbritannien. "Es scheint alles darauf hinzudeuten, dass der Mond von einem Ringsystem umgeben ist."

Messung von Elektronen
© MPS/MSSL-UCL
 Bild vergrößernMessung von Elektronen
Ergänzt wurden die Messungen von MIMI/LEMMS durch den Staubdetektor CDA. Der nämlich registrierte eine deutliche Erhöhung der Staubrate in der Nähe von Rhea. "In der unmittelbaren Umgebung des Mondes hatten wir durchaus Staub erwartet", sagt Sascha Kempf vom Max-Planck-Institut für Kernphysik. "Aber eine Ansammlung in einer Scheibe oder gar in Form von Ringen hat uns doch überrascht." Die gefundene Staubscheibe besitzt einen Durchmesser von mehreren Tausend Kilometern.

Die Cassini-Wissenschaftler haben nach der Entdeckung der Ringe numerische Simulationen durchgeführt um herauszufinden, ob es wirklich stabile Bahnen von Staubteilchen um Rhea gibt. Die Modelle zeigen, dass solche Bahnen – und damit Ringe – durchaus möglich sind und sogar über sehr lange Zeiträume hinweg existieren können.

Ein optischer Nachweis des vermeintlichen Ringsystems ist bisher noch nicht gelungen. Das mag unter anderem an der Verteilung der zentimetergroßen Staubteilchen liegen. Ideal wäre ein Blick direkt auf die Ringkante – aber bisher war Cassinis Kamera noch nicht in dieser günstigen Position.