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Die Saturnringe Constantin Pestka Universit¨ at Bielefeld [email protected] 01.06.2017

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Die Saturnringe

Constantin Pestka

Universitat Bielefeld

[email protected]

01.06.2017

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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

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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“

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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

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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.

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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

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Entstehung des Ringsystems

1 Mond gerat unterhalb das Roche-Limit

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

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

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

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

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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

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

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Abbildung: Darstellung der inneren Ringe, Quelle: NASA

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Abbildung: Darstellung der inneren Ringe, Quelle: NASA

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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

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Abbildung: Darstellung der inneren Ringe, Quelle: NASA

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

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

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Abbildung: Darstellung der inneren Ringe, Quelle: NASA

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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

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Abbildung: Eis-geysere auf Encladus, Quelle: NASA

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Abbildung: Kunstlerische Impression des Phoebe Rings, Quelle: NASA

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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

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Abbildung: Speichenstruckturen im B Ring, Quelle: NASA

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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

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The End