Überraschend großer und staubiger Saturnring

Ein erst 2009 entdeckter äußerer Ring um den Planeten Saturn ist erheblich größer als bislang vermutet und besteht überwiegend aus sehr kleinen Staubpartikeln. Das zeigt der Vergleich von Messungen des Infrarot-Weltraumteleskops WISE mit Computermodellen des Rings durch ein Forscherteam aus den USA. Der Staubring reiche über 16 Millionen Kilometer weit ins All hinaus. Hauptbestandteil seien Partikel im Größenbereich zwischen 4 und 100 Mikrometer, so die Wissenschaftler im Fachblatt „Nature“.

In der Abbildung ist ein ausgedehnter ellipsenförmiger heller Kreis als Saturnring dargestellt, der Planet Saturn ist in einem kleinen Bild vergrößert heraus gezoomt und die vergrößerte Abbildung des kugelförmigen Planeten mit dem Ring außen herum ist in der Mitte rechts über die Ringabbildung gesetzt worden.
Der äußere Phoebe-Ring vom Saturn

„Die Teilchen des äußeren Rings stammen vermutlich vom Saturnmond Phoebe“, schreiben Douglas Hamilton von der University of Maryland und seine Kollegen. Dieser 220 Kilometer große Himmelskörper umrundet Saturn in einem Abstand von 11 bis 15 Millionen Kilometern. Einschläge von Mikrometeoriten führen zu einem ständigen Auswurf von kleinen Partikeln des Mondes ins All. Hamilton und seine Kollegen haben die Bahnbewegungen dieser ausgeworfenen Teilchen für unterschiedliche Größenverteilungen mithilfe von Computersimulationen verfolgt und mit den Messdaten von WISE verglichen.

WISE, der Wide-Field Infrared Survey Explorer, durchmustert seit Januar 2010 den gesamten Himmel im Infrarotbereich. Im Juni 2010 erfasste das Weltraumteleskop dabei auch Saturn und sein Ringsystem. Die Entdeckungsaufnahmen des Infrarot-Weltraumteleskops Spitzer hatten den äußeren Ring zunächst in einem Bereich von 128 bis 207 Saturnradien gezeigt, was 7,7 bis 12,5 Millionen Kilometern entspricht. Die WISE-Daten zeigen nun, dass der Phoebe-Ring noch erheblich größer ist: Er reicht bis zu 270 Saturnradien weit ins All hinaus, nach innen endet er möglicherweise erst bei 50 Saturnradien.

Die beste Übereinstimmung mit den Messdaten erzielen Hamilton und seine Kollegen mit einer sehr steilen Verteilung der Teilchengrößen, das heißt, kleine Partikel kommen sehr viel häufiger vor als größere. „Eine solche Verteilung ist im Sonnensystem ungewöhnlich“, sagen die Forscher. Es müsse beim Phoebe-Ring Entstehungsprozesse geben, die bislang nicht ausreichend beachtet worden sind. Infrage kommen dabei beispielsweise Erosionsprozesse an der Oberfläche von Phoebe durch den Sonnenwind oder durch interstellaren Staub. Unabhängig von allen Annahmen über diese Entstehungsprozesse sollen Objekte mit einer Größe oberhalb von 20 Zentimetern maximal zehn Prozent zum äußeren Saturnring beitragen, so die Forscher.