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Saturn
Saturn / Einführung
Der Saturn ist der Herr der Ringe. Er gehört zu den vier Riesenplaneten und
ist von der Sonne aus der sechste Planet.
Sein Ringsystem ist zweifellos sein beeindruckendes Hauptmerkmal. Im Grunde
wurde es bereits 1610 von Galilei entdeckt. Da ihm aber kein ausreichend
starkes Teleskop zur Verfügung stand, hat er es noch als Monde gedeutet. Der
Niederländer Huygens erkannte 1656, dass es sich um Ringe handelt.
Saturn ist fast doppelt so weit von der Sonne entfernt wie
Jupiter. Um die
aus Milliarden von Eis- und Gesteinsbrocken bestehenden Ringe von der
Erde
aus erkennen zu können, benötigt man schon recht gute Hilfsmittel.
Zwischen den Ringen gibt es eine auffällige Lücke. Sie wurde von dem in
Italien geborenen Franzosen Cassini entdeckt und nach ihm benannt (Cassini-Teilung).
Er wurde auch Namensgeber der im Oktober 1997 gestarteten Saturnsonde
Cassini.
Aufgabe der Raumsonde ist unter anderem die Erforschung des Saturnmondes
Titan. Dieser hat als einziger eine Atmosphäre, die der Uratmosphäre der
Erde ähneln könnte. Man verspricht sich von den Forschungsergebnissen
Hinweise auf die Entwicklung unseres eigenen Planeten.
Saturn hat die meisten Begleiter.
Bislang wurde 22 Monde entdeckt. Es wird aber angenommen, dass es noch weitere gibt.
Saturn benötigt für einen Sonnenumlauf fast 29,5 Jahre. Die
mittlere Sonnenentfernung liegt
bei nahezu 1,5 Milliarden Kilometern.
Die Eigenrotation ist fast so hoch
wie bei Jupiter. Ein Saturntag
dauert ca. 10 Stunden und 25 Minuten. Diese hohe Drehgeschwindigkeit bewirkt eine Abplattung an den Polen und eine
Ausbauchung am Äquator. So beträgt der Äquatordurchmesser 120500 Kilometer
und der Poldurchmesser 108800 Kilometer.
Wegen der geringeren Schichtstärke des metallischen Wasserstoffs (im
Vergleich zu Jupiter), wirkt sich die ebenfalls hohe Rotationsgeschwindigkeit nicht so stark auf das Magnetfeld aus.
Wie bei Jupiter umlaufen helle und dunkle Wolkenbänder den Planeten. Auf dem
Saturn ist es aber noch weit stürmischer als auf seinem weit entfernten Nachbarn. Die Winde fegen in Äquatornähe mit Geschwindigkeiten
jenseits der 2000 Stundenkilometer. Die Temperatur in dieser stürmischen
Atmosphäre liegt bei Minus 180 Grad Celsius.
Der Saturn strahlt, auch hier eine Parallele zu Jupiter, mehr Energie ab,
als er von der Sonne erhält. Die Masse des Saturn ist 95 Mal höher als die
der Erde. Seine Dichte ist jedoch geringer als die von Wasser. Er wäre somit
als einziger Planet des Sonnensystems schwimmfähig.
Saturn / Verlaufsbahn
Ein Saturnjahr dauert 29 Jahre und 167 Tage. In dieser Zeit also umrundet
der Planet in einem Abstand von 1,35 bis 1,5 Milliarden Jahren die Sonne.
Die Eigenrotation ist etwas geringer als beim Jupiter, aber mit nur etwa 10
Stunden und 25 Minuten immer noch sehr hoch.
Die Rotationsachse ist, wie bei der Erde, geneigt. Diese Neigung des
Äquators zur Bahnebene beträgt ca. 27 Grad. Da die Ringe des Planeten
entsprechend geneigt sind, können sie von der Erde aus in verschiedenen
Positionen beobachtet werden.
Zweimal innerhalb eines Saturnjahres sind die Ringe kaum zu erkennen, weil
wir direkt auf ihre Kante sehen. Die größte Ringöffnung ist zum nächsten Mal
im Jahre 2002 zu beobachten.
Oberfläche
Der Saturn enthält einen Kern aus Gestein und Eis, mit einem Durchmesser von
ca. 30 000 km. Darauf folgt eine Schicht aus metallischem Wasserstoff. Da diese Schicht kleiner ist als beim
Jupiter, und außerdem die Rotationsgeschwindigkeit etwas niedriger liegt, ist das Magnetfeld zwanzig Mal
kleiner als bei seinem großen
Nachbarn.
Den größten Teil des Planeten- inneren nimmt die Schicht mit
flüssigem Wasserstoff ein, die
sich im äußeren Mantel befindet.
Parallel zum Äquator bewegen
sich Wolkenbänder um den Planeten. Partiell kommt es hier
auch zu Wirbeln wie bei dem
Großen roten Fleck auf Jupiter.
Diese Stürme haben aber geringere Ausmaße und sind weniger
langlebig.
Besonders ausgeprägt sind sie in der Nähe des Äquators. Hier werden
unglaubliche Windgeschwindigkeiten bis zu 2000 km/h erreicht.
Die Hauptbestandteile der Atmosphäre sind vor allem Wasserstoff und Helium.
Die leichten Elemente bedingen eine geringe Dichte von nur 0,69 g/cm3. Die
Dichte liegt beim Saturn als einzigem Planeten unter der von Wasser.
Ringsystem
Neben Saturn haben auch die anderen drei großen Planeten (Jupiter,
Uranus,
Neptun) Ringe, aber keines ist so komplex und so beeindruckend.
1610 wurden sie von Galileo Galilei mit einem noch vergleichsweise
lichtschwachen Teleskop entdeckt. Deshalb nahm er auch noch an, dass es sich
dabei um Monde handeln würde. Erst ein knappes halbes Jahrhundert später
erkannte der Astronom Huygens, dass es sich um Ringe handelte.
Von der Erde aus sind drei Ringe zu sehen. Der A-Ring ist der äußerste
dieser von uns aus sichtbaren Ringe. In ihm befindet sich eine schmale
Lücke, in der sich innere Monde befinden.
Der B-Ring besitzt dunkle Speichen. Das bedeutet, dass die Materie nicht
gleichmäßig auf ihm verteilt ist. Der Grund dafür sind vermutlich durch
elektrische Felder beeinflusste Staubwolken.
Der lichtschwächste Ring, der von der Erde aus erkennbar ist, ist der
C-Ring. Auch er besteht wie die anderen aus vielen einzelnen Bändern.
Vier weitere Ringgruppen (D-G) wurden von Raumsonden entdeckt. Der
lichtschwache E-Ring besteht aus ganz feinen Partikeln.
Er hat die größte Ausdehnung. Teile des F-Ringes sind ineinander
verschlungen. Die sogenannten Schäferhundmonde Pandora und Prometheus
bewirken dieses durch ihre wechselseitige Anziehungskraft.
Zudem gibt es noch den kaum wahrnehmbaren G-Ring und den inneren D-Ring, der
sich fast bis zur Saturnatmosphäre erstreckt. Trotz der großen Ausdehnung
ist die Gesamtmasse der Ringe gering. Sie beträgt nur etwa 1/25 000 der
Saturnmasse.
Die einzelnen Partikel, aus denen sich das Ringsystem zusammensetzt,
bestehen aus Gestein und Eis. In grauer Vorzeit kam vermutlich ein Urmond dem Planeten zu nahe und wurde durch die starke Gravitation zerrieben.
1675 entdeckte Cassini zwischen dem A- und dem B-Ring eine Lücke. Wie wir
inzwischen von Fotografien der Raumsonde Voyager wissen, ist diese
Cassini-Teilung nicht völlig leer. Mehrere Dutzend schmale Ringe aus feinen
Staubpartikeln wurden in dieser ca. 4000 Kilometer breiten Öffnung gefunden.
Die Einzelbestandteile der Ringe haben sehr unterschiedliche Größen. Sie
reichen von mikroskopisch klein bis zehn Meter Durchmesser.
Monde
Kein anderer Planet hat so viele Begleiter wie der Saturn. Die genaue Anzahl
ist nicht bekannt. Derzeit kennt man 21 Monde, aber es wird vermutet, dass
es noch einige mehr sein können. Die Monde umkreisen Saturn in Gruppen, d.
h. mehrere auf einer Bahn. Sie waren vermutlich früher zusammen-
gehörende Himmelskörper.
Der äußerste Mond Saturns ist
der fast 13 Millionen Kilometer
von seinem Mutterplaneten entfernte Phoebe. Er kreist in entgegengesetzter Richtung und ist
wahrscheinlich ein eingefangener
Asteroid.
Der größte Saturnmond ist Titan
mit einem Durchmesser von ca.
5150 Kilometern. Damit ist er nur
wenig kleiner als der größte
Mond des Sonnensystems, Ganymed.
Als einziger Mond besitzt er eine dichte Atmosphäre. Diese Tatsache macht
ihn für die Forschung besonders interessant. Im Oktober 1997 startete die
Raumsonde Cassini. Aus dem Cassini-Orbiter wird voraussichtlich im Jahre
2005 die von der ESA entwickelte Sonde Huygens in die Titan-Atmosphäre
herabgelassen. Man verspricht sich davon, dass auch darüber Erkenntnisse
gewonnen werden, wie sich die Uratmosphäre der Erde entwickelt hat.
Über die Oberfläche von Titan wissen wir noch recht wenig. Möglicherweise
werden Meere und Eisberge aus Methan entdeckt. Die Temperatur ist auf Titan
sehr niedrig. Sie dürfte jenseits von Minus 160 Grad Celsius liegen.
Noch kälter ist es auf Enceladus. Auf dem sehr hellen und völlig von Eis
überzogenen Mond herrschen Minus 200 Grad Celsius. Aufgrund der
Voyager-Programme wurden auch über andere Monde einige interessante Details
bekannt.
So ist auf dem weniger als 400 Kilometer großen Mimas ein Einschlagkrater,
der ein Drittel seines Durchmessers ausmacht. Der eisige Tethys hat ein
Schluchtensystem (Ithaka Chasma) mit einer Länge von mehr als 2000
Kilometern, und einen Krater (Odysseus) mit einer Breite von 400 Kilo-
metern. Die Monde Dione und Rhea (1100 bzw. 1500 km Durchmesser) haben
wenige, aber dafür große Krater.
Die inneren Monde sorgen für
eine scharfe Begrenzung der
Saturnringe.
Teile des F-Ringes sind sogar
ineinander verschlungen. Das
bewirken die Anziehungskräfte
der Schäferhundmonde Pandora
und Prometheus. Sie werden so
genannt, weil sie die Ringteilchen bewachen und zusammenhalten wie ein Hund eine Schafherde.
Die Monde Epimetheus und
Janos, die früher vermutlich
zusammengehörten, tauschen
etwa alle vier Jahre ihre Bahn. Calypso und Telesto laufen auf der gleichen
Bahn wie der Mond Tethys. Der eine um 60 Grad voraus, der andere um 60 Grad
folgend. Dieses Phänomen ist auch von den sogenannten Trojanern bekannt. Der
Mond Helene befindet sich auf der gleichen Bahn wie Dione.
Eigentümlich ist, dass es auf dem Mond Iapetus zwei unterschiedlich helle
Hemisphären gibt.
©by megasystrems
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