29.10.2007 / Autor: Kirsten Müller Raumfahrt > Saturn Aktuell

Neue Kleinmonde im A-Ring

Eine Arbeitsgruppe der University of Colorado in Boulder hat einen schmalen Gürtel von versteckten kleinen Eismonden in Saturns äußerstem Ring, dem A-Ring, entdeckt. Diese Monde, die etwa die Größe eines Fußballstadions haben, bildeten sich wahrscheinlich vor Milliarden von Jahren dadurch, dass ein Asteroid oder Komet auf einem größeren Mond eingeschlagen ist.

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Die Teleobjektivkamera (Narrow Angle Camera) an Bord von Cassini hat Bilder aufgenommen, auf denen eine Serie von acht propellerförmigen Gravitationsspuren zu sehen ist, welche auf kleine Monde an den entsprechenden Stellen hinweisen, so Dr. Miodrag Sremcevic, Hauptautor der Studie, die am 25. Oktober 2007 in „Nature“ veröffentlicht wird. Die Spuren betonen winzige Gegenden des Gürtels, in denen Ringmaterial durch die Gravitationskräfte der einzelnen kleinen Monde von seiner Bahn abgelenkt wird. Die Gravitationskräfte solcher kleinen Monde sind nicht groß genug, um anderes Material echt aus seiner Bahn abzulenken, sie können jedoch wohl solche propellerförmigen Spuren verursachen.

NASA

Bild vergrößernDie Aufnahme enthält mehrere Kleinmonde, welche mit Hilfe von Cassini entdeckt wurden.
(Bild: NASA)
Das Team hat errechnet, dass sich in diesem schmalen Mondgürtel im A-Ring wahrscheinlich Tausende solcher kleinen Monde aufhalten, deren Größe zwischen der eines LKWs und der eines Fussballstadions variiert. Mit einer Dicke von etwa 3.200 km hat der Mondgürtel etwa ein Achtzigstel der Dicke des totalen Saturnringsystems, die mit ihren gut 250.000 km etwa zwei Dritteln der Strecke von der Erde zum Mond entspricht.

„Dies ist der erste Beweis überhaupt für einen Gürtel von kleinen Monden in einem der Ringe vom Saturn“, sagt Dr. Miodrag Sremcevic vom Laboratorium für Atmosphären- und Weltraumphysik der Universität in Boulder, Colorado. „Wir haben jetzt genau festgestellt, dass sich diese Monde in einem relativ schmalen Bereich im A-Ring befinden, und wir haben Anzeichen dafür, dass es Reste eines größeren Mondes sind, den ein Meteorit oder Komet zertrümmert hat.“

Mitautoren der Studie sind von der Universität Potsdam Sremcevics Doktorvater Prof. Dr. Frank Spahn, Dr. Jürgen Schmidt und Martin Seiss, Prof. Spahns ehemalige Doktorandin Dr. Nicole Albers, die jetzt beim Laboratory for Atmospheric and Space Studies (LASP) der University of Boulder, Colorado arbeitet, und Heikko Salo von der Universität Oulu in Finnland .

Jede dieser propellerförmigen Spuren ist etwa 16 Kilometer lang, sagt Sremcevic, der schon im Jahr 2000 als Student an der Universität von Belgrad die Anwesenheit solcher Ringe vermutet hat. Während 2006 ein Team der Cornell University vier solcher Propeller entdeckt hat, haben sich Sremcevic und seine Kollegen eine viel größere Abfolge von Bildern angeschaut, wodurch sie statistisch extrapolieren und die Anwesenheit Tausender kleiner Objekte im Mondgürtel des A-Ringes bestätigen konnten.

Der Mond, aus dem die kleinen Monde entstanden sind, könnte Ähnlichkeit gehabt haben mit Pan, dem innersten der Saturnmonde mit einem Durchmesser von etwa 32 km. Das haben die Wissenschaftler herausgefunden, indem sie die Massen der versteckten kleinen Monde mit einem Durchmesser von mehr als 15,5 m addiert haben.

Die Ergebnisse unterstützen die Theorie, dass die Saturnringe sich anfänglich durch eine „Kollisionskaskade“ von Ringtrümmern gebildet haben, die durch das Auseinanderbrechen eines noch größeren Mondes im Saturnsystem entstanden sein könnten. Diese Theorie haben die Planetologen Larry Esposito und Joshua Colwell von der Universität Boulder erstmals 1987 aufgestellt. Die kleinen Monde im neu entdeckten Gürtel haben sich, nach Annahme der Wissenschaftler, vor Hunderten von Millionen oder Milliarden Jahren gebildet, als das Ringsystem schon existierte. „Es ist unwahrscheinlich, dass die kleinen Monde Überbleibsel eines einzigen katastrophalen Ereignisses sind, welches das Ringsystem hat entstehen lassen, weil sich in diesem Fall eine homogenere Verteilung der Trümmer ergeben hätte“, schreiben die Forscher in „Nature“. „Stattdessen kommen die kleinen Monde eher von einem größeren Körper, der später im A-Ring vorhanden war.“

Esposito ist Chefwissenschaftler bei Cassinis abbildendem UV-Spektrographen (Ultraviolet Imaging Spectrograph), der beim LASP in Colorado entworfen und gebaut wurde. An dieser Studie war er nicht beteiligt, sagte jedoch, dass die Propeller eine hervorragende Demonstration für den schleppenden Effekt sind, den die Gravitation dieser kleinen, eingebetteten Monde haben können.

Sremcevic sagte, dass die Entdeckung des Mondgürtels ein weiteres Stück im Puzzle über die Entstehung und Entwicklung von Saturns Ringen ist. „Zukünftige Studien über die Ringentwicklung sollten die Ergebnisse und Annahmen dieser Studie mit einschließen.“
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