Saturn - Institut für Planetenforschung

Saturn
Saturn
Von den fünf Planeten, die im Altertum bekannt waren, war der Saturn
der fernste. Im Jahr 1610 blickte der italienische Astronom Galileo Galilei zum ersten Mal durch ein Teleskop auf den Saturn. Zu seiner Überraschung sah er auf beiden Seiten des Planeten jeweils ein weiteres
Objekt. Er skizzierte die beiden als eigenständige Sphären und schrieb,
der Saturn bestehe offensichtlich aus drei Körpern. Im Lauf seiner weiteren Beobachtungen in den nächsten Jahren stellte Galilei in seinen
Zeichnungen diese seitlichen Körper als mit dem Saturn verbundene
Arme oder Henkel dar. 1659 stellte der niederländische Astronom Christiaan Huygens, der mit einem stärkeren Teleskop als Galilei arbeitete,
die Theorie auf, der Saturn sei von einem dünnen, flachen Ring umgeben. 1675 entdeckte der aus Italien stammende Astronom Jean-Dominique Cassini eine „Unterteilung“ zwischen zwei Ringen, die jetzt als A
und B bezeichnet werden. Wie wir heute wissen, ist der Schwerkrafteinfluss des Saturnmondes Mimas für die Cassini-Teilung verantwortlich,
die 4.800 Kilometer breit ist.
Wie auch der Jupiter besteht der Saturn hauptsächlich aus Wasserstoff
und Helium. Sein Volumen ist 755 mal größer als das der Erde. In der
oberen Atmosphäre erreicht die Windgeschwindigkeit in der Äquatorregion 500 Meter pro Sekunde. (Zum Vergleich: auf der Erde erreichen
die stärksten Orkane bestenfalls 110 Meter pro Sekunde.) Diese ultraschnellen Winde verursachen zusammen mit der aus dem Planeteninneren aufsteigenden Wärme die gelben und goldenen Bänder, die in
der Atmosphäre sichtbar sind.
Das Ringsystem des Saturn ist das ausgedehnteste und komplexeste
im Sonnensystem; es reicht hunderttausende Kilometer in den Raum
hinaus. Anfang der 80er Jahre konnten die beiden Voyager-Sonden der
NASA nachweisen, dass die Ringe des Saturn hauptsächlich aus Wassereis bestehen. Außerdem entdeckten die Sonden Ringe mit „Flechtmuster“, Kleinstringe und „Speichen“ – Dunkelstellen in den Ringen, die
den Planeten mit einer anderen Geschwindigkeit umkreisen als das
Ringmaterial, das sie umgibt. Von der Größe her schwankt das Ringmaterial zwischen ein paar Mikrometern und mehreren Dutzend Metern.
Zwei kleine Monde umlaufen den Saturn innerhalb von Lücken in den
Hauptringen.
Der größte Satellit des Saturn, Titan, ist ein wenig größer als der Planet
Merkur. (Titan ist der zweitgrößte Mond im Sonnensystem; nur der Jupitermond Ganymed ist noch größer.) Er ist von einer dichten, stickstoffreichen Atmosphäre verhüllt, die möglicherweise derjenigen ähnelt, die
die Erde vor langer Zeit umgab. Von einer weiteren Untersuchung dieses Mondes versprechen sich die Wissenschaftler Erkenntnisse über die
Entstehung der Planeten und vielleicht auch über die Frühgeschichte
der Erde. Darüber hinaus verfügt der Saturn über zahlreiche kleinere Eismonde. Von Enceladus, der Spuren einer neueren (und immer noch an-
dauernden) Oberflächentätigkeit zeigt, bis Iapetus, dessen eine Hemisphäre dunkler ist als Asphalt, während die andere so hell strahlt wie
Schnee, ist jeder Satellit des Saturn auf seine Weise einzigartig.
Obwohl das Magnetfeld des Saturn nicht so riesig ist wie das des Jupiter, ist es immer noch 578mal stärker als das der Erde. Der Saturn selbst,
seine Ringe und viele seiner Satelliten werden völlig von der enormen
Magnetosphäre eingeschlossen, das heißt von einer Region, innerhalb
derer das Verhalten elektrisch geladener Partikel mehr durch das Magnetfeld des Saturn beeinflusst wird als durch den Sonnenwind. Aufnahmen des Hubble-Weltraumteleskops zeigen in den Polarregionen
des Saturn Nord- und Südlichter, die denen der Erde ähneln. Eine solche
Aurora entsteht dann, wenn elektrisch geladene Partikel spiralförmig
entlang der magnetischen Feldlinien in die Atmosphäre eines Planeten
eintauchen.
1981 fotografierten Voyager 1 und 2 den Saturn bei ihrem Vorbeiflug.
Das nächste Kapitel im Buch der Erkenntnisse über den Saturn öffnete
sich, als die Raumsonde Cassini-Huygens mit der Erforschung des Saturnsystems begann. Im Januar 2005 stieg die Sonde Huygens durch
die Atmosphäre des Titan ab und sammelte dabei Daten über seine
Gashülle und seine Oberfläche. Cassini soll innerhalb von vier Jahren
den Saturn mehr als 70mal umkreisen und dabei den Planeten selbst,
seine Monde, seine Ringe und seine Magnetosphäre untersuchen. Cassini-Huygens wird von der NASA, der europäischen Weltraumorganisation und der italienischen Raumfahrtagentur gefördert.
Bekannte Monde*
Ringe
*Stand: November 2005
WICHTIGE HISTORISCHE DATEN
1610 – Galileo Galilei berichtet, er habe merkwürdige Anhängsel auf
beiden Seiten des Saturn gesehen.
1979 – Pioneer 11 erreicht als erste Raumsonde den Saturn und fliegt
in einem Abstand von 22.000 Kilometern über die obersten Wolken
des Ringplaneten hinweg.
1981 – Voyager 2 nutzt die mächtige Schwerkraft des Saturn als interplanetarische „Schleuder“ und tritt die Reise zum Uranus und Neptun
an, die sie anschließend aus dem Sonnensystem herausführt.
1994 – Unter der dichten Atmosphäre des größten Saturnmondes Titan entdeckt das Hubble-Weltraumteleskop Hinweise auf Oberflächenformationen.
2004 – Nach siebenjährigem Flug umkreist Cassini-Huygens als erste
Raumsonde den Saturn; im Laufe seiner vierjährigen Mission soll sie Saturn 76mal umkreisen und 45mal an Titan vorbeifliegen.
2005 – Die Sonde Huygens landet erfolgreich auf Titan und übermittelt
Bilder von einer komplexen Oberfläche.
ZU DEN ABBILDUNGEN
FAKTEN IN KÜRZE
Namensgeber
1.426,73 Millionen km
Umlaufdauer
2: Nahaufnahme der Saturnringe in natürlichen
Farben.
29,4 Erdjahre
Exzentrizität der Umlaufbahn (kreisförmig = 0)
0,0541506
Neigung der Umlaufbahn gegen die Ekliptik
2,484°
Neigung des Äquators gegen die Umlaufbahn
26,73°
Rotationsdauer
10,656 Stunden
Äquatordurchmesser
120.536 km
Masse relativ zur Erde
95,16
Dichte
0,70 g/cm3
Schwerkraft
7,207 m/s2
Hauptbestandteile der Atmosphäre
Effektive Temperatur
1: Echtfarbenbild des Saturn und seiner prächtigen Ringe von Cassini.
Der römische Gott des Ackerbaus
Mittlerer Sonnenabstand
Wasserstoff, Helium
- 178° C
47
7 Hauptringe (C, B, A, D, F, G, E)
3: Diese Cassini-Aufnahme zeigt einen Sturm als
hellen Fleck in einer Region hoher atmosphärischer Aktivität.
4: Diese Aufnahme von Cassini zeigt Wirbel und Strudel in der hellen
Äquatorzone des Saturn.
5: Diese Ultraviolettaufnahme weist auf einen höheren Eisgehalt (türkis)
am äußeren Rand der Saturnringe hin.
WEITERE INFORMATIONEN
solarsystem.nasa.gov/planets/profile.cfm?Object=Saturn
Erstellt von Susanne Pieth auf der Basis des „Solar System Lithograph Set“ der NASA unter Mitwirkung von Dr. Katrin Stephan.
Regional Planetary Image Facility, Institut für Planetenforschung, Deutsches Zentrum für Luft- und Raumfahrt e.V., Berlin-Adlershof, 2006.