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Astronomie: Rätsel um Saturnring gelöst

Wissenschaftler von der Universität Kobe (Japan) haben herausgefunden, wie der F-Ring des Saturns mutmaßlich entstanden ist – und damit ein altes Rätsel gelöst. Der F-Ring umgibt den Planeten etwas außerhalb der auffälligen Hauptringe, links und rechts von ihm (in der Ringebene) kreisen die "Schäfermonde" Prometheus und Pandora um den Saturn. Mit einer Breite von rund 100 Kilometern ist der Ring sehr zart, weshalb sich Astronomen fragen, warum er sich nicht längst aufgelöst hat.

Die japanischen Planetologen Ryuki Hyodo und Keiji Ohtsuki setzten numerische Simulationen ein, um die Entstehung des F-Rings im Computer nachzustellen. Laut den Ergebnissen sind Ring und Schäfermonde aus dem Zusammenstoß zweier Vorgängermonde hervorgegangen. Für den Verlauf der Simulationen war entscheidend, ob die frühen Begleiter einen dichten Kern besaßen, etwa aus Silikaten, oder nicht. Im ersten Fall brachte die Kollision einen schmalen Ring hervor, den zwei Saturntrabanten stabilisieren – so, wie es Astronomen heute beobachten. Im zweiten Fall entstand lediglich der Ring ohne Monde.

Bei den Simulationen zeigte sich zudem, dass die ­Vor­gängermonde nicht frontal aufeinandergeprallt sein ­können, sonst wären sie verschmolzen. Vielmehr müssen sie in schrägem Winkel zusammengestoßen sein, wobei sie zum Teil intakt blieben und eine Unmenge kleinerer Bruchstücke entstand, die den sich bildenden Ring speisten. Die beiden Restmonde drifteten infolge des Aufpralls auf neue, getrennte Bahnen, wo sie das zwischen ihnen befind­liche Ringmaterial bis heute zusammenhalten. Viele ­Simulationsläufe lieferten für die Schäfermonde zusammen etwa so viel Masse wie für den Ring. Das stimmt mit ­tatsächlichen Beobachtungsdaten der Raumsonde Cassini überein.

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  • Quelle

Hyodo, R., et al.: Saturn’s F Ring and Shepherd Satellites a Natural Outcome of Satellite System Formation. In: Nature Geoscience 8, S. 686 - 689, 2015