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Cassini-Mission

Grazile Staubmuster zum Abschied

Von Felicitas Mokler
 - 10:00
Diese feingewickelten Dichtewellen hat die Weltraumsonde Cassini in Saturns Ring beobachtet. Bild: Nasa/JPL-Caltech/Space Science Institute, F.A.Z.

Mehr als eine Dekade umkreiste die Raumsonde Cassini den Gasplaneten Saturn und lichtete dessen Ringsystem und Monde detaillierter ab als jemals zuvor. Die hier abgebildete Aufnahme vom 4. Juni 2017 zeigt eine außergewöhnliche Dichtewellenstruktur im sogenannten B-Ring des Planeten, aufgenommen aus einer Entfernung von 76 000 Kilometern. Das Ringsystem des Saturn besteht aus sieben Hauptringen mit zahlreichen Unterstrukturen. In ihnen umrunden Eis- und Gesteinsbrocken mit Größen zwischen denen von Staubkörnern und einigen Metern ihren Mutterplaneten im Formationsflug. Zwischen diesen Staub-ringen gibt es immer wieder Aussparungen, die praktisch frei von Materie sind. Grund dafür ist die gravitative Wechselwirkung der Ringpartikel mit den inneren Saturnmonden.

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Die Dichtewellen entstehen durch einen ähnlichen Mechanismus wie die charakteristische Anordnung der Materie in Spiralgalaxien. Im Fall der im B-Ring des Saturn beobachteten Spiralen sind sie jedoch um ein Vielfaches öfter aufgewickelt. Jeder zweite Wellenberg (in der Abbildung als Aufhellung zu sehen) gehört derselben Dichtewellenspirale an.

Die Teilchen auf der Bahn, in der die markanten Spiralwellen im B-Ring ihren Ursprung nehmen, besitzen die doppelte Umlauffrequenz wie der Saturnmond Janus; sie befinden sich in einer sogenannten 2:1-Resonanz mit dem Trabanten. Dieser selbst teilt sich beinahe den Orbit mit seinem kleineren Gefährten Epimetheus. Alle vier Jahre wechseln beide in einem Überholmanöver ihre Position. Dabei erhalten die Teilchen im Resonanzorbit einen Kick und driften so nach außen hin ab, dass eine neue Spiralwindung entsteht. Erstaunlich und noch weitgehend unverstanden dabei ist, dass diese Dichtewellen im B-Ring nicht durch andere, größere Ringstrukturen gedämpft werden, wie es etwa bei ähnlichen Phänomenen im so genannten A-Ring des Saturn der Fall ist.

Die Doppel-Raummission Cassini-Huygens der amerikanischen Raumfahrtbehörde Nasa und der Europäischen Weltraumorganisation Esa startete im Oktober 1997 von Cape Canaveral. Nach sieben Jahren Flugzeit gelangte der Satellit in die Umlaufbahn um Saturn; Ende Dezember 2004 verließ die Sonde Huygens den Muttersatelliten und landete rund zwei Wochen später auf Titan, dem größten der 62 bekannten Saturnmonde, um dort Daten zu sammeln, die Auskunft über dessen Atmosphäre und Oberflächenbeschaffenheit geben. Cassini lieferte seither eine Fülle von Detailaufnahmen von Saturns äußerer Atmosphäre, vor allem aber seiner Ringe und Monde.

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Die Beobachtungen förderten überraschende Erkenntnisse wie etwa die Entdeckung eines „Hot Spots“ wärmeren Atmosphärengases am Nordpol des Gasriesen und der Auswürfe von Eiskristallen auf dem kleinen Saturnmond Enceladus zutage. Am 15. September 2017 gegen 14 Uhr wird die Mission der Raumsonde enden. Dann wird Cassini in die Atmosphäre des Saturn eintreten und dabei verglühen.

Quelle: F.A.Z.
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