Ordnung im Chaos und Cassini selber verfolgen

Die Wissenschaftler der Cassini-Mission haben sich mit den Strukturen beschäftigt, die die Eispartikel der A- und B-Ringe bilden und sind dabei auf einige Überraschungen gestoßen.

Ein Beitrag von Kirsten Müller. Quelle: NASA JPL.

In den letzten Wochen gestaltete sich die Nachrichtenlage zum Thema Cassini-Huygens-Mission eher lau. Für alle, die keine Lust haben, wochenlang auf ein neues „Saturn Aktuell“ zu warten, gibt es aber jetzt die Möglichkeit, Cassini selbst in real time zu verfolgen. Mit der neuen Software CASSIE (Cassini Saturn Interactive Explorer), einem 3D-Bahnsimulator auf Basis einer Game-Engine, lässt sich nicht nur der momentane Standort von Cassini bestimmen, auch kann man hier interaktiv dem bisherigen und zukünftigen Missionsverlauf folgen und Informationen über einige Saturnmonde bekommen.

Zurück zur Wissenschaft: Cassini hat festgestellt, dass die Eisfelsen, aus denen der B-Ring und der äußerste A-Ring bestehen, ziemlich regelmäßig angeordnet sind, so wie die Wellen, die sich in einem Teich bilden, wenn ein Kiesel hineingeworfen wird. „Man stelle sich eine Stadt vor, die sich von San Francisco nach Los Angeles erstreckt, in der alle Häuserblocks im gleichen Abstand zueinander stehen“, so Essam Marouf vom Cassini Radio Science Team der San Jose State University in San Jose, Kalifornien. „All diese Gruppen von Teilchen liegen sehr dicht beieinander, und der Raum zwischen ihnen ist sehr klein, nur 100 bis 250 m breit, abhängig, wo im Ring sie sich befinden.“

Normalerweise verändern sich die Abstände zwischen Teilchen mit deren Geschwindigkeit. Im Fall der Saturnringe bleiben die Abstände der Teilchen aber relativ gleich, auch wenn sich ihre Geschwindigkeit ändert. Diese Art von Muster ist relativ neu entdeckt worden, so Marouf.

Die regelmäßige Anordnung von Teilchen ist nur dort anzutreffen, wo die Partikel dicht gepackt sind, wie eben im A- und B-Ring. Marouf: „So detailliert auf so kleinem Maßstab haben wir noch nie etwas in den Saturnringen festgestellt. Eine solche Regelmäßigkeit in den dichtest gepackten Bereichen der ansonsten so chaotischen Saturnringe ist ziemlich erstaunlich.“ Dieses unerwartete Muster gibt Wissenschaftlern eine ungefähre Vorstellung davon, was sie von anderen Planeten und Sonnensystemen erwarten können.

Die Muster sind entdeckt worden, als der Radiosender drei Signale zur Erde sandte. Die Signale durchquerten die Ringe Saturns, und ihre Frequenzen wurden durch das „Abprallen“ von den Saturnringen getrennt. Als die Antennen des NASA Deep Space Network diese Signale empfingen, stellten die Cassini-Wissenschaftler eine gewisse Regelmäßigkeit in den Radiofrequenzen fest. „Die Signale zeigten, dass die Teilchengruppen in einer unerwartet regelmäßigen Anordnung anzutreffen sind, die eine Art ‚Rhythmus innerhalb der Ringe des Saturns’ hat. Jedes Teil hat seine eigene Umlaufbahn, und manchmal kollidieren die Teilchen und bewegen sich auseinander, wenn sich ihre Geschwindigkeiten ändern. Dies hat zum Ergebnis, dass sich Teilchen zusammenfinden in dichte Gruppen, die sich in Harmonie miteinander über den Ring ausbreiten.“

Das Muster der Teilchen wird als ein sehr stark ausgedehntes Beugungsgitter beschrieben. Ein Beugungsgitter hat parallele Linien wie ein Gartenzaun; wenn Licht auf diesen Zaun fällt, wird es sich nach seiner Wellenlänge von infrarotem zu ultraviolettem Licht unterschiedlich stark gebeugt. Das Gleiche ist passiert, als Cassinis Signale 2005 auf dieses Muster von Teilchen stießen. Eigentlich hätten diese Signale ein komplettes Bild der Ringe auffangen sollen.

Beim Saturn selbst wird bald die Region um den Nordpol herum von der Sonne beschienen. Teilweise wird man dann das polare Sechseck sehen können, das vorher nie bei sichtbarem Licht zu beobachten war. Die Infrarotkamera von Cassini hatte es eher wahrgenommen (raumfahrer.net berichtete).
Außerdem sind wieder schöne Aufnahmen vom Saturn und einigen seiner Monde gemacht worden. So wurden im F-Ring Knoten beobachtet. Ein eindruckvolles Bild, in dem man gut den enormen Größenunterschied zwischen dem riesigen Saturnsystem und den kleinen Monden sieht, gibt es vom Atlas. Man sieht den Mond kaum zwischen den Ringen. Hingegen konnte von Iapetus eine ganze „Landkarte“ angefertigt werden. Mehr beeindruckende Neuigkeiten gibt es beim nächsten „Saturn Aktuell“.