„Saturn (Planet)“ – Versionsunterschied

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== Ringe ==
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[[Bild:Saturnoppositions.jpg|thumb|left|Sichtbarkeit der Saturnringe bis 2029]]


Den Saturn umgibt in seiner [[Äquatorebene]] ein auffälliges [[Ringsystem]], das bereits in einem kleinen [[Teleskop]] problemlos zu sehen ist. Das Ringsystem wurde [[1610]] von [[Galileo Galilei]] entdeckt, der das Ringsystem aber als "Henkel" deutete. [[Christiaan Huygens]] beschrieb die Ringe 45 Jahre später korrekt als Ringsystem. [[Giovanni Domenico Cassini]] vermutete als erster, dass die Ringe aus kleinen Partikeln bestehen, und entdeckte [[1675]] die [[Cassinische Teilung]].
Den Saturn umgibt in seiner [[Äquatorebene]] ein auffälliges [[Ringsystem]], das bereits in einem kleinen [[Teleskop]] problemlos zu sehen ist. Das Ringsystem wurde [[1610]] von [[Galileo Galilei]] entdeckt, der das Ringsystem aber als "Henkel" deutete. [[Christiaan Huygens]] beschrieb die Ringe 45 Jahre später korrekt als Ringsystem. [[Giovanni Domenico Cassini]] vermutete als erster, dass die Ringe aus kleinen Partikeln bestehen, und entdeckte [[1675]] die [[Cassinische Teilung]].


Die Ringe werfen einen sichtbaren [[Schatten]] auf den Saturn – wie auch umgekehrt der Saturn auf seine Ringe. Der Schattenwurf auf die Saturnoberfläche ist umso ausgeprägter, je mehr das dünne Ringsystem im Laufe eines Saturnjahres mit seiner schmalen „Kante“ gegenüber der Sonne geneigt ist.
Die Ringe werden von innen nach außen als D-, C-, B-, A-, F-, G- und E-Ring bezeichnet. Die Raumsonde [[Cassini-Huygens|Cassini]] fand außerdem einen weiteren Ring zwischen dem F- und G-Ring.

Es gibt mehr als 100.000 einzelne Ringe mit unterschiedlicher Zusammensetzung und Farbton, welche durch scharf umrissene Lücken voneinander abgregrenzt sind. Der innerste beginnt bereits etwa 7.000 km über der Oberfläche des Saturn und hat einen Durchmesser von 134.000 km, der äußerste hat einen Durchmesser von 960.000 km. Die größten Ringe werden von innen nach außen als D-, C-, B-, A-, F-, G- und E-Ring bezeichnet.

Die Ringteilchen umkreisen den Saturn [[rechtläufig]] in dessen [[Äquatorebene]]; somit ist das Ringsystem ebenso wie die Äquatorebene um 27° gegen Saturns [[Bahnebene]] geneigt. Alle 14,8 Jahre ist der dünne Rand der Ringe genau der [[Erde]] zugewandt, so dass das Ringsystem nahezu unsichtbar wird. Das wird das nächste Mal im Jahre [[2009]] wieder der Fall sein.

[[Bild:Voyager ring spokes.jpg|200px|thumb|right|Speichenartige Strukturen, beobachtet von Voyager 2.]]
Ein weiteres [[Phänomen]] sind [[radial]]e, speichenartigen Strukturen, die sich von innen nach außen über die Ringe des Saturns erstrecken und hierbei enorme Ausmaße annehmen: bei einer Breite von rund 100 Kilometern können sie bis zu 20.000 Kilometer lang werden<ref>[http://www.wissenschaft.de/wissen/news/272408.html ''Blitzartig gestreift'']: zu den rätselhaften Speichen im Ringsystem auf www.wissenschaft.de</ref>. Diese „[[Speiche]]n“ wurden erstmals von der [[Sonde]] [[Voyager 2]] bei ihrer Passage im Jahr [[1981]] entdeckt, später konnte die Beobachtung u.&nbsp;a. vom Weltraumteleskop [[Hubble]] bestätigt werden. Rätselhafterweise verschwanden diese Strukturen aber ab 1998 allmählich und konnten dann erst wieder ab September 2005 auf Aufnahmen der Raumsonde [[Cassini-Huygens|Cassini]] nachgewiesen werden. Als Ursache für die Streifenbildung wurde zunächst eine kurzlebige Wechselwirkung mit dem [[Magnetfeld]] des Saturn vermutet.
[[Bild:PIA08361_Ring_World.png|thumb|left|200px|Aufnahme der Ringe des Saturns von Cassini. Das Bild wurde aus einem Winkel von 60° zum Ringsystem gemacht.]]
[[USA|US-amerikanische]] Astronomen fanden 2006 jedoch eine andere Erklärung für das Rätsel um die Speichenstrukturen: demnach beststehen die Speichen aus winzigen (wenige [[Mikrometer|µm]]) geladenen [[Staub]]partikeln, deren Flugbahn vom [[UV-Licht]] der Sonne so beeinflusst wird, dass die Partikel durch entstehende [[Elektrostatik|elektrostatische]] Kräfte in einen Schwebezustand ([[Levitation (Technik)|Levitation]]) gebracht und angehoben werden<ref>C. J. Mitchell et al.: ''Saturn's Spokes: Lost and Found''. ''[[Science]]'', 17. März 2006, Vol. 311. Nr. 5767, S. 1587-1589</ref>. Je nach Position des Saturns auf seiner [[Umlaufbahn]] ändert sich der [[Winkel]] zwischen den Saturnringen und der Sonne und somit auch der Einfallswinkel des ultravioletten Lichts. Die dunklen Streifen entstehen in [[Periode|periodischen]] Abständen immer dann, wenn die Sonne in der Ringebene des Saturns steht und bestehen dann für etwa acht Jahre. Eine streifenlose Phase hält dagegen sechs bis sieben Jahre lang an. Der Grund für die elektrostatische Aufladung der Ringe wird kontrovers diskutiert. Eine Erklärung ist, dass Blitze in der oberen Atmosphäre des Saturns auftreten, welche durch komplexe Vorgänge Elektronenstrahlen erzeugen die die Ringe treffen<ref>http://www.spiegel.de/wissenschaft/weltall/0,1518,450959,00.html</ref>.

Zur Entstehung der Saturnringe gibt es verschiedene [[Theorie]]n. Nach der von [[Édouard Albert Roche]] bereits im [[19. Jahrhundert]] vorgeschlagenen Theorie entstanden die Ringe durch einen [[Satellit (Astronomie)|Mond]], der sich dem Saturn so weit genähert hat, dass er durch [[Gezeitenkraft|Gezeitenkräfte]] auseinandergebrochen ist. Der kritische Abstand wird als [[Roche-Grenze]] bezeichnet. Die räumliche Variation der Anziehungskräfte durch den Saturn übersteigt in diesem Fall die mondinternen [[Gravitation]]skräfte, so dass der Mond nur noch durch seine materielle Struktur zusammengehalten wird. Nach einer Abwandlung dieser Theorie zerbrach der Mond durch eine Kollision mit einem [[Komet]]en oder [[Asteroid]]en. Nach einer anderen Theorie sind die Ringe gemeinsam mit dem Saturn selbst aus der selben Materialwolke entstanden. Diese Theorie wird jedoch heute kaum noch vertreten, denn man vermutet, dass die Ringe ein nach astronomischen Maßstäben eher kurzlebiges Phänomen von höchstens einigen hundert Millionen Jahren darstellen.


== Monde ==
== Monde ==

Version vom 1. Dezember 2007, 13:52 Uhr

Saturn  Astronomisches Symbol des Saturns
Saturn in natürlichen Farben, fotografiert von der Raumsonde Cassini
Saturn in natürlichen Farben, fotografiert von der Raumsonde Cassini
Eigenschaften des Orbits[1]
Große Halbachse AE
(149,6 Mio. km)
Exzentrizität 0,05415
Perihel – Aphel 0,946 – 1,054 AE
Neigung der Bahnebene 2,484°
Siderische Umlaufzeit 29,457 a
Synodische Umlaufzeit 378,09 d
Mittlere Orbitalgeschwindigkeit 9,69 km/s
Physikalische Eigenschaften[1]
Äquatordurchmesser 120.536 km
Poldurchmesser 108.728 km
Masse 5,685 · 1026 kg
Mittlere Dichte 0,687 g/cm3
Hauptbestandteile
(Stoffanteil der oberen Schichten)
Fallbeschleunigung 10,44 m/s2
Fluchtgeschwindigkeit 35,5 km/s
Rotationsperiode 10 h 47 m
Neigung der Rotationsachse 26,73°
Geometrische Albedo 0,47
Temperatur
Min. – Mittel – Max.
? – 134 – ?
bezogen auf das Nullniveau des Planeten
Sonstiges
Monde 60
Größenvergleich zwischen Erde und Saturn (maßstabsgerechte Fotomontage)

Der Saturn ist der sechste und zweitgrößte Planet in unserem Sonnensystem. Er besteht zu 97% aus Wasserstoff, wodurch er die geringste Dichte der acht Planeten hat. Seine Bahn verläuft zwischen der von Jupiter und der des Uranus. Saturn wird zu den jupiterähnlichen (jovianischen) Planeten gezählt und ist mit bloßem Auge sichtbar. Er ist der äußerste Planet, der schon im Altertum bekannt war. Sein Zeichen ist Vorlage:Unicode.

Von den anderen Gasplaneten hebt sich der Saturn durch seinen schon in kleinen Fernrohren sichtbaren Ring ab, der zu großen Teilen aus Wassereis besteht.

Er besitzt 60 Monde, der größte davon ist Titan.

Umlaufbahn

Der Saturn läuft auf einer annähernd kreisförmigen Umlaufbahn mit einer Exzentrizität von 0,05415 um die Sonne. Sein sonnennächster Punkt, das Perihel, liegt bei 9,021 AE und sein sonnenfernster Punkt, das Aphel, bei 10,054 AE. Seine Umlaufbahn ist mit 2,484° leicht gegen die Ekliptik geneigt. Für einen Umlauf um die Sonne benötigt der Saturn ungefähr 29 Jahre und 166 Tage.

Rotation

Die Rotationsachse des Saturn ist 26,73° gegen seine Umlaufbahn geneigt. Er rotiert nicht wie ein starrer Körper, sondern zeigt als Gasplanet eine differentielle Rotation: Die Äquatorregionen rotieren schneller (eine Rotation in 10 Stunden, 13 Minuten und 59 Sekunden) als die Polregionen (10 Stunden, 39 Minuten und 22 Sekunden). Die Äquatorregionen werden als System I und die Polregionen als System II bezeichnet. Aus In-Situ-Messungen des Saturnmagnetfeldes von Raumsonden wurde für das Saturninnere eine noch etwas langsamere Rotationsperiode von 10 Stunden, 47 Minuten und 6 Sekunden hergeleitet.

Durch neuere, kombinierte Auswertung von Messdaten, welche die Raumsonden Pioneer 11, Voyager 1 und 2 sowie Cassini von der Schwerkraft, den Windgeschwindigkeiten und Radio-Signal-Echos geliefert haben, sind zwei US-amerikanische Wissenschaftler 2007 zu dem Ergebnis gekommen, dass der Saturnkern eine Umdrehung in 10 Stunden, 32 Minuten und 35 Sekunden absolviert und somit um sieben Minuten schneller ist, als bislang gedacht. Demnach müsste der Kern kleiner sein, als vermutet. In Hinsicht der Entstehung des Gasplaneten könnte das für die Scheiben-Instabilitäts-Hypothese sprechen, nach der er aus einer kollabierenden Verdichtung der protoplanetaren Scheibe entstanden ist, und nicht, wie bisher zumeist angenommen, gemäß der Kern-Aggregations-Hypothese vorrangig aus einem Kern von über zehn Erdmassen, der sich als Erstes aus festen Bestandteilen der Gas- und Staubscheibe gesammelt hat und dann erst das Gas aus seiner Umgebung ausreichend anziehen konnte[2].

Physikalische Eigenschaften

Aufbau

Hexagon am Nordpol (5-µm-Infrarotaufnahme während der Polarnacht)

Der Saturn gehört zu den sogenannten Gasriesen. Mit einem Durchmesser von gut 120.000 km ist er nach Jupiter der zweitgrößte Planet des Sonnensystems. Seine Atmosphäre enthält wie die des Jupiter überwiegend Wasserstoff und Helium, jedoch in einer anderen Zusammensetzung. Der Wasserstoffanteil ist mit etwa 93 % der Masse deutlich höher, der Heliumanteil mit nur knapp 7 % deutlich geringer. Des Weiteren kommen Spuren von Methan, Ammoniak und anderen Gasen vor.[3] Obwohl er nur geringfügig kleiner als Jupiter ist, wiegt er doch weniger als ein Drittel (etwa 95 Erdmassen). Der Saturn hat daher eine sehr geringe mittlere Dichte von nur 0,687 g/cm³. Im Durchschnitt ist sein Material also leichter als Wasser unter Normalbedingungen. Diese Eigenschaft teilt kein anderer Planet unseres Sonnensystems mit dem „Ringplaneten“.

Auge am Südpol (752-nm-Infrarotaufnahme)

Während die Atmosphäre des Jupiter die Elemente Wasserstoff und Helium im gleichen Verhältnis wie die Sonne enthält, ist der Heliumanteil beim Saturn wesentlich geringer. Dies hängt mit der niedrigeren Temperatur des Saturn zusammen, durch die das Helium größtenteils kondensieren konnte. Die eher detailarme, gelblich-braune Wolkendecke enthält überwiegend gefrorene Ammoniakkristalle.

Der Nordpol ist der Mittelpunkt eines Polarwirbels und einer stabilen Struktur in der Form eines nahezu regelmäßigen Sechsecks mit einem Durchmesser von fast 25.000 Kilometern. Das anscheinend mehrere hundert Kilometer tiefe, mit dem Planeten synchron rotierende Hexagon, dessen Entstehung ungeklärt ist, wurde bereits 1980 und 1981 von den Voyager-Sonden aufgenommen und ist auch auf den von dem Orbiter Cassini übermittelten Bildern von 2006 wieder zu sehen. Am Südpol befindet sich ein ortsfester hurrikanähnlicher Sturm mit einem Durchmesser von etwa 8000 Kilometern.[4]

Innere Struktur

Schematischer Aufbau von Saturn.

Mit zunehmender Tiefe der Atmosphäre, die wie bei Jupiter hauptsächlich aus Wasserstoff besteht, geht diese, aufgrund des hohen Druckes, aus dem gasförmigen Zustand in den flüssigen Zustand über. Das geschieht allerdings ohne einen Phasenübergang, so dass keine definierte Oberfläche existiert, da der Druck in den Tiefen der Atmosphäre jenseits des kritischen Punkts ansteigt. Unter diesen Bedingungen ist die Unterscheidung zwischen Gas und Flüssigkeit nicht mehr möglich. Weiter in der Tiefe geht der Wasserstoff schließlich in die metallische Form über. Diese Schichten haben jedoch im Gegensatz zum Jupiter aufgrund der kleineren Masse andere Dickenverhältnisse. So beginnt im Saturn die metallische Schicht erst bei 0,47 Saturnradien (Jupiter: 0,77 Jupiterradien). Unterhalb dieser metallischen Schicht liegt ein Gesteinskern (genauer: Eis-Silikat-Kern), für den Modellrechnungen eine Masse von ca. 16 Erdmassen ergeben. Damit besitzt der Saturn-Kern einen Masseanteil von 25 Prozent, der des Jupiter lediglich 4 Prozent. Das Innere des Gesteinskerns ist sehr heiß, es herrscht eine Temperatur von 12.000 Kelvin. Als Grund dafür wird unter anderem der Kelvin-Helmholtz-Mechanismus, eine langsame gravitationsbedingte Kompression, angenommen.

Magnetfeld

Der Saturn besitzt ein eigenes Magnetfeld, das eine einfache, symmetrische Form eines magnetischen Dipols hat. Die Feldstärke am Äquator beträgt etwa 20 µT und ist damit etwa 20-mal weniger stark als das äquatoriale Feld Jupiters (420 µT) und etwas schwächer als das äquatoriale Erdfeld (30 µT). Das magnetische Dipolmoment, das ein Maß für die Stärke des Magnetfeldes bei vorgegebenem Abstand vom Zentrum des Planeten ist, ist mit 4,6 × 1018 Tm3 580-mal stärker als das Magnetfeld der Erde (7,9 × 1015 Tm3). Das Dipolmoment Jupiters ist allerdings mit 1,55 × 1020 Tm3 trotz des ähnlich großen Planetendurchmessers etwa 34-mal so groß.[5][6] Daher ist die Magnetosphäre des Saturn deutlich kleiner als die des Jupiter und erstreckt sich nur zeitweise knapp über die Umlaufbahn des Mondes Titan hinaus.[7] Einzigartig im Sonnensystem ist die fast exakt parallele Ausrichtung der Magnetfeldachse und der Rotationsachse. Während z. B. bei Erde und Jupiter diese Achsen etwa 10° gegeneinander geneigt sind, beträgt die Abweichung der beiden Achsen beim Saturn unter 1°.[8]

Regionen innerhalb der Magnetosphäre Saturns

Sehr wahrscheinlich wird das Magnetfeld durch einen Mechanismus erzeugt, der dem Dynamo im inneren Jupiters entspricht und eventuell von Strömen im metallischen Wasserstoff angetrieben wird.[7] Es gibt aber auch konkurrierende Theorien, die die Ursache des Magnetismus in anderen Materialien und Schichten des Gasplaneten suchen.[9]

Genau wie bei anderen Planeten mit ausgeprägtem Magnetfeld wirkt die Magnetosphäre des Saturn als effizienter Schutzschild gegen den das Weltraumwetter. Da der Sonnenwind mit Überschallgeschwindigkeit auf die Magnetosphäre trifft, bildet sich auf der sonnenzugewandten Seite eine Stoßwelle aus, die zur Bildung einer Magnetopause führt. Auf der sonnenabgewandten Seite bildet sich, wie bei Erde und Jupiter, ein langer Magnetschweif. Der große Mond Titan, dessen Umlaufbahn noch im inneren der Magnetosphäre liegt, trägt durch seine ionisierten oberen Atmosphärenschichten (Ionosphäre) zum Plasma der Magnetosphäre bei.[5] Die genaue Struktur der Magnetosphäre ist äußerst komplex, da sowohl die Ringe des Saturn als auch die großen inneren Monde mit dem Plasma wechselwirken.

Ringe

Hauptartikel: Saturnringe

Sichtbarkeit der Saturnringe bis 2029

Den Saturn umgibt in seiner Äquatorebene ein auffälliges Ringsystem, das bereits in einem kleinen Teleskop problemlos zu sehen ist. Das Ringsystem wurde 1610 von Galileo Galilei entdeckt, der das Ringsystem aber als "Henkel" deutete. Christiaan Huygens beschrieb die Ringe 45 Jahre später korrekt als Ringsystem. Giovanni Domenico Cassini vermutete als erster, dass die Ringe aus kleinen Partikeln bestehen, und entdeckte 1675 die Cassinische Teilung.

Die Ringe werfen einen sichtbaren Schatten auf den Saturn – wie auch umgekehrt der Saturn auf seine Ringe. Der Schattenwurf auf die Saturnoberfläche ist umso ausgeprägter, je mehr das dünne Ringsystem im Laufe eines Saturnjahres mit seiner schmalen „Kante“ gegenüber der Sonne geneigt ist.

Es gibt mehr als 100.000 einzelne Ringe mit unterschiedlicher Zusammensetzung und Farbton, welche durch scharf umrissene Lücken voneinander abgregrenzt sind. Der innerste beginnt bereits etwa 7.000 km über der Oberfläche des Saturn und hat einen Durchmesser von 134.000 km, der äußerste hat einen Durchmesser von 960.000 km. Die größten Ringe werden von innen nach außen als D-, C-, B-, A-, F-, G- und E-Ring bezeichnet.

Die Ringteilchen umkreisen den Saturn rechtläufig in dessen Äquatorebene; somit ist das Ringsystem ebenso wie die Äquatorebene um 27° gegen Saturns Bahnebene geneigt. Alle 14,8 Jahre ist der dünne Rand der Ringe genau der Erde zugewandt, so dass das Ringsystem nahezu unsichtbar wird. Das wird das nächste Mal im Jahre 2009 wieder der Fall sein.

Speichenartige Strukturen, beobachtet von Voyager 2.

Ein weiteres Phänomen sind radiale, speichenartigen Strukturen, die sich von innen nach außen über die Ringe des Saturns erstrecken und hierbei enorme Ausmaße annehmen: bei einer Breite von rund 100 Kilometern können sie bis zu 20.000 Kilometer lang werden[10]. Diese „Speichen“ wurden erstmals von der Sonde Voyager 2 bei ihrer Passage im Jahr 1981 entdeckt, später konnte die Beobachtung u. a. vom Weltraumteleskop Hubble bestätigt werden. Rätselhafterweise verschwanden diese Strukturen aber ab 1998 allmählich und konnten dann erst wieder ab September 2005 auf Aufnahmen der Raumsonde Cassini nachgewiesen werden. Als Ursache für die Streifenbildung wurde zunächst eine kurzlebige Wechselwirkung mit dem Magnetfeld des Saturn vermutet.

Aufnahme der Ringe des Saturns von Cassini. Das Bild wurde aus einem Winkel von 60° zum Ringsystem gemacht.

US-amerikanische Astronomen fanden 2006 jedoch eine andere Erklärung für das Rätsel um die Speichenstrukturen: demnach beststehen die Speichen aus winzigen (wenige µm) geladenen Staubpartikeln, deren Flugbahn vom UV-Licht der Sonne so beeinflusst wird, dass die Partikel durch entstehende elektrostatische Kräfte in einen Schwebezustand (Levitation) gebracht und angehoben werden[11]. Je nach Position des Saturns auf seiner Umlaufbahn ändert sich der Winkel zwischen den Saturnringen und der Sonne und somit auch der Einfallswinkel des ultravioletten Lichts. Die dunklen Streifen entstehen in periodischen Abständen immer dann, wenn die Sonne in der Ringebene des Saturns steht und bestehen dann für etwa acht Jahre. Eine streifenlose Phase hält dagegen sechs bis sieben Jahre lang an. Der Grund für die elektrostatische Aufladung der Ringe wird kontrovers diskutiert. Eine Erklärung ist, dass Blitze in der oberen Atmosphäre des Saturns auftreten, welche durch komplexe Vorgänge Elektronenstrahlen erzeugen die die Ringe treffen[12].

Zur Entstehung der Saturnringe gibt es verschiedene Theorien. Nach der von Édouard Albert Roche bereits im 19. Jahrhundert vorgeschlagenen Theorie entstanden die Ringe durch einen Mond, der sich dem Saturn so weit genähert hat, dass er durch Gezeitenkräfte auseinandergebrochen ist. Der kritische Abstand wird als Roche-Grenze bezeichnet. Die räumliche Variation der Anziehungskräfte durch den Saturn übersteigt in diesem Fall die mondinternen Gravitationskräfte, so dass der Mond nur noch durch seine materielle Struktur zusammengehalten wird. Nach einer Abwandlung dieser Theorie zerbrach der Mond durch eine Kollision mit einem Kometen oder Asteroiden. Nach einer anderen Theorie sind die Ringe gemeinsam mit dem Saturn selbst aus der selben Materialwolke entstanden. Diese Theorie wird jedoch heute kaum noch vertreten, denn man vermutet, dass die Ringe ein nach astronomischen Maßstäben eher kurzlebiges Phänomen von höchstens einigen hundert Millionen Jahren darstellen.

Monde

Übersicht: Liste der Saturnmonde

Vier Saturn-Monde: Titan (hinten), Dione (vor Titan), Prometheus (mitte, unter den Ringen) und Telesto (oben) mit Saturnringen im Mittelgrund, fotografiert von der Raumsonde Cassini

Von den 60 bekannten Monden ist Titan der größte mit einem Durchmesser von 5150 km. Die vier Monde Rhea, Dione, Tethys und Iapetus besitzen einen Durchmesser zwischen 1050 km und 1530 km. Telesto, Tethys und Calypso bewegen sich dabei, mit jeweils 60 Grad Versatz, auf derselben Bahn um den Saturn. Eine Besonderheit ist auch der Mond Helene (Saturn XII – S/1980 S 6), der sich wiederum eine Bahn mit 60 Grad Versatz mit Dione teilt. Ein weiterer dieser „Trojaner-Monde“ ist Polydeuces – ebenfalls in 60° Winkelabstand zu Dione.

Eine wahre Besonderheit stellen die Monde Janus und Epimetheus dar, welche auf zwei fast gleichen Umlaufbahnen den Saturn umlaufen. Alle vier Jahre kommen sie sich sehr nahe und tauschen durch die gegenseitige Anziehungskraft ihre Umlaufbahnen um den Saturn.

Die Ende 2004 von Astronomen der University of Hawaii entdeckten Monde S/2004 S 16 und S/2004 S 17 sind mit einem Radius von jeweils ~ 2 km die bislang kleinsten des Saturns.

Am ersten bzw. zweiten Mai 2005 entdeckte man einen weiteren Mond, provisorisch S/2005 S 1 genannt, der mittlerweile auch den offiziellen Namen Daphnis trägt. Er ist der zweite Mond neben Pan, der innerhalb der Hauptringe des Saturns kreist.

Im Juni 2006 wurden mit dem Teleskop auf dem Mauna Kea (Hawaii) 9 weitere Monde entdeckt, die auf stark elliptischen Bahnen zwischen 17,5 und 23 Mio. Kilometern den Saturn entgegen dessen Rotationsrichtung umkreisen. Daraus lässt sich schließen, dass es sich um eingefangene Überreste von Kometen oder Kleinplaneten handeln muss.

Zum Zeitpunkt des Eintritts der Raumsonde Cassini in den Saturnorbit fand man kleinere Körper mit nur etwa 100 m Durchmesser eines vorher vermutlich größeren Körpers, dessen Überreste diese kleinen „Möndchen“ bzw. die Saturnringe bilden. Die Forscher schätzen etwa eine Zahl von 10 Millionen solcher kleinen Gebilde in den Saturnringen. Sie erhoffen sich nun, mithilfe dieser Überreste eines vermutlich ehemals größeren Satelliten eine eindeutige Erklärung für die Entstehung der Saturnringe zu finden.

1905 gab William Henry Pickering bekannt, einen weiteren Mond entdeckt zu haben. Pickering schätzte den Durchmesser auf 61 km. Der Mond wurde Themis genannt, da er aber nie wieder gesichtet wurde, gilt er als nicht existent.

Forschungsgeschichte

Erdgebundene Erforschung

Im Jahre 1610 schickte der italienische Mathematiker, Physiker und Astronom Galileo Galilei an seinen Bekannten Giuliano de Medici eine verschlüsselte Nachricht folgenden Inhalts: Smaismrmilmepoetaleumibunenvgttavrias.

Dieser konnte das Wortungetüm jedoch nicht entziffern, und so musste Galilei die Lösung nachliefern. Sie lautet:

Altissimum planetam tergeminum observavi –
Den obersten Planeten habe ich dreigestaltig gesehen.

Galilei hatte kurz zuvor erstmals den Saturn durch ein Fernrohr beobachtet und geglaubt, zwei Monde des Saturn entdeckt zu haben.

1656 konnte der niederländische Physiker und Astronom Christiaan Huygens (1629–1695) beim Blick durch ein leistungsstärkeres Fernrohr das Phänomen enträtseln: Galilei hatte den Ring des Saturn in seinem kleinen Fernrohr nicht deutlich genug erkannt und ihn für Saturntrabanten gehalten.

Ein Jahr zuvor hatte Huygens bereits den größten Saturnmond Titan entdeckt. Giovanni Domenico Cassini entdeckte 1671 bzw. 1672 die Saturnmonde Japetus und Rhea, 1684 Tethys und Dione. Cassini entdeckte 1675 auch die nach ihm benannte Teilung in den Saturnringen.

Erforschung mit Raumsonden

Eine Aufnahme des Saturns und seines Mondes Titan von Pioneer 11

Als erste Sonde überhaupt flog Pioneer 11 am 1. September 1979 in 21.000 km Entfernung am Saturn vorbei. Die Sonde machte erste Aufnahmen von Saturn und einem Teil seiner Monde. Die Auflösung der Bilder war aber nicht groß genug um Einzeleinheiten zu erkennen. Außerdem wurden die Ringe untersucht und die Temperatur von Mond Titan gemessen.

Der Saturn verdeckt die Sonne. Von Cassini aufgenommen. In der Vergrößerung ist links von den hellen Ringen die Erde als Lichtpünktchen zu erkennen.

Nachdem am 13. November 1980 die Raumsonde Voyager 1 den Saturn besucht hatte, kam knapp ein Jahr später, am 26. August 1981, die Schwestersonde Voyager 2 beim Ringplaneten an. Die Sonden lieferten erste hochauflösende Bilder, die erstmals Einzelheiten auf der Oberfläche der Monde zeigten. Voyager 2 hat auch die Atmosphäre von Saturn untersucht, und dabei Temperatur- und Druckmessungen durchgeführt.

Im Juni 2004 erreichte die Raumsonde Cassini-Huygens das Saturnsystem nach siebenjährigem Flug. Der Orbiter "Cassini" führte eine zusätzliche Landungssonde "Huygens" mit sich, die am 14. Januar 2005 auf dem Mond Titan landete und dabei Fotos von Methanseen auf dem Mond machte. Am 10. März 2006 berichtete die NASA, dass Cassini unterirdische Wasserreservoirs dicht unter der Oberfläche des Mondes Enceladus gefunden habe. Cassini fand außerdem 4 neue Monde des Saturn. Die Sonde fliegt weiterhin im Orbit von Saturn und untersucht ihn.

Kulturgeschichte

Da der Saturn mit bloßem Auge sichtbar ist und als Wandelstern auffällt, wurde er schon im Altertum mit mythologischen Deutungen belegt. Die Römer sahen in ihm den Planeten des Gottes Saturn, während er im antiken Griechenland als Planet des Gottes Kronos galt. Die neuseeländischen Māori hatten für den Saturn die Bezeichnung Parearau. Das bedeutet: „ihr Band umgibt sie“. In der hinduistischen Astrologie wird der Saturn als Shani bezeichnet. In der mittelalterlichen Astrologie stand Saturn - der traditionell mit einer Sichel oder Sense dargestellt wird - für Unglück: Sorgen, Melancholie, Krankheiten und harte Arbeit, jedoch auch für Ordnung und Maß.

Der englische Tagesname „Saturday" bezieht sich auf diesen Planeten.

Sichtbarkeit

Hauptartikel: Saturnpositionen bis 2021

In der folgenden Tabelle sind die Sichtbarkeiten des Saturn ab Ende 2007 bis 2010 angegeben. Neben dem Datum der Opposition ist jeweils auch die scheinbare Helligkeit, der Abstand zur Erde und der Winkeldurchmesser während der Opposition angegeben.

Stationär, dann rückläufig Opposition Oppositions-
entfernung
Oppositions-
helligkeit
Winkel-
durchmesser
Neigung
der
Ringe
Stationär, dann rechtläufig Konjunktion zur Sonne
20. Dezember 2007 24. Februar 2008 8,29136 AE 0,2 mag 20,10" -8,4° 3. Mai 2008 4. September 2008
1. Januar 2009 8. März 2009 8,39440 AE 0,5 mag 19,85" -2,6° 17. Mai 2009 17. September 2009
14. Januar 2010 22. März 2010 8,50379 AE 0,5 mag 19,60" 3,2° 31. Mai 2010 1. Oktober 2010

Einzelnachweise

  1. a b NASA Saturn Fact Sheet.
  2. Astronomie-heute.de: Der Saturnkern rotiert schneller als gedacht 10. September 2007
  3. Courtin, R.; Gautier, D.; Marten, A.; Bezard, B.: The Composition of Saturn's Atmosphere at Temperate Northern Latitudes from Voyager IRIS spectra. In: Bulletin of the American Astronomical Society. 15. Jahrgang, 1983, S. 831 (harvard.edu [abgerufen am 4. Februar 2007]).
  4. Cassini Images Bizarre Hexagon on Saturn, Pressemitteilung 2007-034 des Jet Propulsion Laboratory, 27. März 2007
  5. a b Russell, C. T.; Luhmann, J. G.: Saturn: Magnetic Field and Magnetosphere. UCLA – IGPP Space Physics Center, 1997, abgerufen am 13. September 2007. Referenzfehler: Ungültiges <ref>-Tag. Der Name „mag“ wurde mehrere Male mit einem unterschiedlichen Inhalt definiert.
  6. Russell, C. T.; Luhmann, J. G.: Jupiter: Magnetic Field and Magnetosphere. UCLA – IGPP Space Physics Center, 1997, abgerufen am 13. September 2007.
  7. a b Matthew McDermott: Saturn: Atmosphere and Magnetosphere. Thinkquest Internet Challenge, 2000, abgerufen am 15. Juli 2007.
  8. Cassini-Huygens Website zur Magnetosphäre
  9. NASA Special Publication Passage to a Ringed World Chapter 6
  10. Blitzartig gestreift: zu den rätselhaften Speichen im Ringsystem auf www.wissenschaft.de
  11. C. J. Mitchell et al.: Saturn's Spokes: Lost and Found. Science, 17. März 2006, Vol. 311. Nr. 5767, S. 1587-1589
  12. http://www.spiegel.de/wissenschaft/weltall/0,1518,450959,00.html

Literatur

  • Ute Kehse: Polarlichter sind einzigartig – Cassini und Hubble werfen 25 Jahre alte Theorien über den Haufen (Bericht über einen Artikel in der Zeitschrift Nature): 19. Februar 2005, Onlineportal der Zeitschrift Bild der Wissenschaft: Artikel online abrufbar unter http://www.wissenschaft.de/wissen/news/249343.html
  • E. Best: „The Astronomical Knowledge of the Maori, Genuine and Empirical“ aus der Reihe: „New Zealand Dominium Museum Monograph“, Wellington 1922, p. 35.
  • Ronald Weinberger: Präzise Bestimmung der Rotation des Saturn. Naturwissenschaftliche Rundschau 59(12), S. 664–665 (2006), ISSN 0028-1050

Weblinks

Commons: Saturn (Planet) – Album mit Bildern, Videos und Audiodateien
Wikibooks: Saturn – Lern- und Lehrmaterialien

Übersicht aus der Fernseh-Sendereihe alpha-Centauri (ca. 15 Minuten). Erstmals ausgestrahlt am  .

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