Die Saturnringe

Constantin Pestka

Universitat Bielefeld

constantin.pestka@web.de

01.06.2017

Ubersicht

Physikalische Eigenschaften des Saturns

Chronologischer Verlauf der ForschungForschung mittels Raumsonden

Physikalische Eigenschaften des Ringsystems

Entstehung des Ringsystems

Klassifizierung der RingeCassini TeilungHirtenmondeAußere Ringe

Weiter Strukturen im Ringsystem

Physikalische Eigenschaften des Saturns

I Durchmesser: 125000 km

I Masse: 5, 685 · 1026 kg

I Dichte: 0.687 gcm−3

I Bestandteile: 96% H, 3,55% He, 0.5% CH4, 0.03% NH4

I Anzahl Monde: 62

I Winkel des Ringsystems zur Bahnebene: 26,73◦

I Scheinbare Große: 37“-45“

Chronologischer Verlauf der Forschung

I Bereits in altertumlichen Zivilisationen bekannt z.B. Agypten,Antike

I 1610 Galileo Galilei: Entdeckung anormaler Struktur an denSeiten des Saturns

I 1655 Huygens: Korrekte Klassifizierung der Struktur als Ringund Entdeckung des Titans

I 1675 Cassini: Entdeckung der Cassini Teilung und weiter 3Monde

I 1856 Maxwell: Mathematischer Beweis, dass das Ringsystemaus einzelnen kleinen Partikeln besteht

Forschung mittels Raumsonden

I 1979 Pinoneer 11: Daten fur Bahnberechnungen zukunftigerSonden, Bilder des Saturns mit Auflosung ≈ 500km

I 1980 Voyager 1: Entdeckung weiter Monde

I 1981 Voyager 2: Entdeckung weiter Strukturen der Ringe

I 2004-heute Cassini: Abwurf der Sonde Huygens auf demTitan, Wetterdaten des Saturns, Analyse der Ringstrukturen,Entdeckung weiter Monde, Massenspektroskopie derSaturnatmosphare, usw.

Physikalische Eigenschaften des Ringsystems

I Bestandteile: Hauptsachlich Eis und Gestein

I Partikelgroße: von Staubpartikeln (≈ µm) bis Objekte derGroße ≈cm-dm

I Dicke der inneren Ringe: 10-100m

I Breite der inneren Ringe: 70000km

I Radius außerster Ring: 16·106km

I Masse des Ringsystems: ≈ 1018kg

Entstehung des Ringsystems

1 Mond gerat unterhalb das Roche-Limit

Abbildung: Satellit auf Bahn außerhalb des Roche-Limit, Quelle:Wikipedia [1]

Abbildung: Satellit auf Bahn in der Nahe des Roche-Limit, Quelle:Wikipedia [1]

Abbildung: Satellit auf Bahn des Roche-Limit, Quelle: Wikipedia [1]

Abbildung: Zerrissener Satellit auf Bahn außerhalb des Roche-Limit,Quelle: Wikipedia [1]

Entstehung des Ringsystems

1 Mond gerat unterhalb das Roche-Limit

2 Mond wird durch Asteroideneinschlag zerstort

3 Oberflache eines großeren Mondes wird auf Grund dergravitativen Wechselwirkung mit dem Saturn abgetragen

4 Bei der Entstehung des Saturns mit entstanden

Abbildung: Saturn mit allen Ringen außer dem Phoebe-Ring, Quelle:NASA

Abbildung: Darstellung der inneren Ringe, Quelle: NASA

Abbildung: Darstellung der inneren Ringe, Quelle: NASA

Cassini Teilung

I Gesamtbreite: 4800 km

I Keine homogene Lucke, sondern besteht aus weiteren Luckenund Ringen

I Huygens Gap: 430 km breit, hervorgerufen durch 2:1Resonanz mit Mond Mimas

I Selbst sehr dunkle Lucken sind nicht leer, Konzentration derPartikel ist nur geringer

Abbildung: Darstellung der inneren Ringe, Quelle: NASA

Abbildung: Schematische Dartstellung der Wirkungsweise einesHirtenmondes, Quelle: Wikipedia [2]

Abbildung: Hirtenmond Daphnis in der Keeler Lucke, Quelle: NASA

Abbildung: Darstellung der inneren Ringe, Quelle: NASA

Außere Ringe

I Janus-Epimetheus Ring: 5000 km breit, Asteroideneinschlageauf den Monden sind die Quelle der Ringpartikel

I G Ring: 9000 km breit, Mond Aegaeon in der selben Bahn

I Pallene Ring: 2500 km breit, Mond Pallene auf der selbenBahn

I E Ring: 300000 km breit und 2000 km dick, bestehend ausEispartikeln (≈ µm), die aus Gyseren auf Encladus austreten

Abbildung: Eis-geysere auf Encladus, Quelle: NASA

Abbildung: Kunstlerische Impression des Phoebe Rings, Quelle: NASA

Weitere Struckturen der Ringe

I Bei hoherer Auflosung ist Aufteilung der makroskopischenRinge in ≈ 100000 kleiner Ringe erkennbar

I Alle 14-15 Jahre treten 8 Jahre lang makroskopischeSpeichenstrukturen in den inneren Ringen

Abbildung: Speichenstruckturen im B Ring, Quelle: NASA

References

Eric Chaisson, Steve McMillan (1999)

Astronomy Today

Prentice Hall College Div 3. Auflage, S.358 ff.

Joris Verbiest (2016)

Vorlesung Introduction to Astronomy”

Universitat Bielefeld

NASA

https://saturn.jpl.nasa.gov

Zugriff: 25.05.2017

Wikipedia, David Muelheims, Germany

https://de.wikipedia.org/wiki/Sch?%C3%A4fermond

Zugriff: 25.05.2017

Wikipedia, Theresa Knott

https://de.wikipedia.org/wiki/Roche-Grenze

Zugriff: 25.05.2017

Wikipedia

https://en.wikipedia.org/wiki/Rings_of_Saturn

Zugriff: 25.05.2017

The End