Die Saturnringe Constantin Pestka Universität Bielefeld constantin.pestka@web.de 01.06.2017
Übersicht Physikalische Eigenschaften des Saturns Chronologischer Verlauf der Forschung Forschung mittels Raumsonden Physikalische Eigenschaften des Ringsystems Entstehung des Ringsystems Klassifizierung der Ringe Cassini Teilung Hirtenmonde Äußere Ringe Weiter Strukturen im Ringsystem
Physikalische Eigenschaften des Saturns Durchmesser: 125000 km Masse: 5, 685 10 26 kg Dichte: 0.687 gcm 3 Bestandteile: 96% H, 3,55% He, 0.5% CH 4, 0.03% NH 4 Anzahl Monde: 62 Winkel des Ringsystems zur Bahnebene: 26,73 Scheinbare Größe: 37-45
Chronologischer Verlauf der Forschung Bereits in altertümlichen Zivilisationen bekannt z.b. Ägypten, Antike 1610 Galileo Galilei: Entdeckung anormaler Struktur an den Seiten des Saturns 1655 Huygens: Korrekte Klassifizierung der Struktur als Ring und Entdeckung des Titans 1675 Cassini: Entdeckung der Cassini Teilung und weiter 3 Monde 1856 Maxwell: Mathematischer Beweis, dass das Ringsystem aus einzelnen kleinen Partikeln besteht
Forschung mittels Raumsonden 1979 Pinoneer 11: Daten für Bahnberechnungen zukünftiger Sonden, Bilder des Saturns mit Auflösung 500km 1980 Voyager 1: Entdeckung weiter Monde 1981 Voyager 2: Entdeckung weiter Strukturen der Ringe 2004-heute Cassini: Abwurf der Sonde Huygens auf dem Titan, Wetterdaten des Saturns, Analyse der Ringstrukturen, Entdeckung weiter Monde, Massenspektroskopie der Saturnatmosphäre, usw.
Physikalische Eigenschaften des Ringsystems Bestandteile: Hauptsächlich Eis und Gestein Partikelgröße: von Staubpartikeln ( µm) bis Objekte der Größe cm-dm Dicke der inneren Ringe: 10-100m Breite der inneren Ringe: 70000km Radius äußerster Ring: 16 10 6 km Masse des Ringsystems: 10 18 kg
Entstehung des Ringsystems 1 Mond gerät unterhalb das Roche-Limit
Abbildung: Satellit auf Bahn außerhalb des Roche-Limit, Quelle: Wikipedia [1]
Abbildung: Satellit auf Bahn in der Nähe 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 gerät unterhalb das Roche-Limit 2 Mond wird durch Asteroideneinschlag zerstört 3 Oberfläche eines größeren Mondes wird auf Grund der gravitativen 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 Gesamtbreite: 4800 km Keine homogene Lücke, sondern besteht aus weiteren Lücken und Ringen Huygens Gap: 430 km breit, hervorgerufen durch 2:1 Resonanz mit Mond Mimas Selbst sehr dunkle Lücken sind nicht leer, Konzentration der Partikel ist nur geringer
Abbildung: Darstellung der inneren Ringe, Quelle: NASA
Abbildung: Schematische Dartstellung der Wirkungsweise eines Hirtenmondes, Quelle: Wikipedia [2]
Abbildung: Hirtenmond Daphnis in der Keeler Lücke, Quelle: NASA
Abbildung: Darstellung der inneren Ringe, Quelle: NASA
Äußere Ringe Janus-Epimetheus Ring: 5000 km breit, Asteroideneinschläge auf den Monden sind die Quelle der Ringpartikel G Ring: 9000 km breit, Mond Aegaeon in der selben Bahn Pallene Ring: 2500 km breit, Mond Pallene auf der selben Bahn E Ring: 300000 km breit und 2000 km dick, bestehend aus Eispartikeln ( µm), die aus Gyseren auf Encladus austreten
Abbildung: Eis-geysere auf Encladus, Quelle: NASA
Abbildung: Ku nstlerische Impression des Phoebe Rings, Quelle: NASA
Weitere Struckturen der Ringe Bei höherer Auflösung ist Aufteilung der makroskopischen Ringe in 100000 kleiner Ringe erkennbar Alle 14-15 Jahre treten 8 Jahre lang makroskopische Speichenstrukturen 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 Ïntroduction to Astronomy Universität 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
The End