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Planetenringe: Saturnmond Daphnis schlägt Wellen im Ringsystem

Daphnis Ringwellen
Auf neuen Aufnahmen der Raumsonde Cassini, die seit 2004 den Saturn umrundet, lassen sich erstmals im Detail die Effekte der Schwerkraft von kleinen Monden im Ringsystem beobachten. Zu sehen ist der Saturnmond Daphnis, der beim Durchgang durch die Ringebene Wellen in den dort vorhandenen Staubteilchen verursacht. Diese sind nur erkennbar, wenn das Sonnenlicht in besonders niedrigem Winkel auf die Ringe fällt, sodass auch kleine Erhebungen lange Schatten werfen. Dies geschieht lediglich zwei Mal in jedem Saturnjahr (fast 30 Erdenjahre), wenn die Sonne annähernd in der Ringebene steht und Saturn die Tagundnachtgleiche durchläuft.

Daphnis – einer von mehr als 60 bekannten Saturnmonden – besitzt gerade einmal acht Kilometer Durchmesser und wurde erstmals 2005 auf den Bildern von Cassini entdeckt. Er ist einer von fünf bekannten inneren "Schäfermonden" – größeren Objekten innerhalb der Ebene des Ringsystems, die durch ihre Schwerkraft die Staubpartikel der Ringe auf stabilen, getrennten Bahnen halten.

Ein erster Hinweis auf die Existenz von Daphnis war die 42 Kilometer breite Keeler-Lücke im äußeren A-Ring, die bereits während der Vorbeiflüge der beiden Voyager-Raumsonden in den Jahren 1980 und 1981 entdeckt wurde. Sie ist benannt nach dem amerikanischen Astronomen James Edward Keeler (1857 – 1900), der im 19. Jahrhundert die Saturnringe im Detail untersucht hatte.

Die Keeler-Lücke entsteht durch die Schwerkraft des Mondes, der in diesem Bereich des A-Rings den Planeten umrundet und dabei die Region von Staub frei hält. Bei seiner Bewegung lenkt seine Anziehungskraft die benachbarten Staubteilchen am Rand der Lücke kurzfristig aus ihrer Bahn und lässt sie danach zurück schwingen. Es entstehen Wellen vor und hinter dem Mond, die ihn auf seinem Umlauf begleiten.

Erstmals abgebildet werden konnte nun, dass diese Wellen auch senkrecht zur Ringebene ausschlagen. Dies geschieht, da die Umlaufbahn von Daphnis geringfügig zur Ebene der Ringe geneigt ist. Seine Anziehungskraft zieht somit auch kurzfristig Teile des Ringmaterials aus dieser Ebene hinaus. Dabei ragen die Wellenberge bis zu anderthalb Kilometer in die Höhe und zeichnen sich somit deutlich gegen die durchschnittlich gerade einmal zehn Meter dicken Ringe ab.

Ralf Strobel

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