Es ist vergänglicher Schmuck – soviel schien bereits klar: Frühere Untersuchungen haben gezeigt, dass durch die Schwerkraft und den Einfluss des Saturnmagnetfelds fortlaufend Ringmaterial auf den Planeten niedergeht. Es besteht aus Brocken von Wassereis, deren Größe von mikroskopisch kleinen Staubkörnern bis zu Felsbrocken mit einem Durchmesser von einigen Metern reicht. Diese Objekte werden prinzipiell durch ein Gleichgewicht auf ihrer Bahn gehalten: Die Anziehungskraft des Saturn entspricht der Fliehkraft, die aus der Umlaufgeschwindigkeit der Partikel entsteht. Doch die Strahlung der Sonne und Kollisionen können diese Balance stören: Sie laden die Teilchen elektrisch auf, wodurch das Saturnmagnetfeld sie beeinflussen kann. Letztlich geraten sie dadurch zunehmend unter den Einfluss der Anziehungskraft des Planeten und er zieht sie schließlich entlang der Magnetfeldlinien in seine obere Atmosphäre.
Der Herr der Ringe im Visier
Die Reaktionen, die sie dort verursachen, haben die Astronomen um James O’Donoghue vom Goddard Space Flight Center der NASA in Greenbelt nun genutzt, um Hinweise auf das Ausmaß des Regens aus den Ringen zu gewinnen. Wie sie erklären, verdampfen die Ringpartikel beim Abregnen und ihr Wasser reagiert mit der Ionosphäre von Saturn. Dieser Effekt erhöht dort wiederum die Lebensdauer von Trihydrogeniumkationen. Wenn diese geladenen Teilchen durch Sonnenlicht angeregt werden, leuchten sie und bilden auf Aufnahmen des Saturn glühende Bänder.
Im Rahmen ihrer Studie nahmen die Forscher nun die leuchtenden Bänder in der nördlichen und südlichen Hemisphäre des Saturn mit speziellen Instrumenten des Keck-Teleskops in Mauna Kea ins Visier. Sie analysierten das emittierte Licht, um die Regenmenge aus den Ringen zu bestimmen. „Auf der Grundlage unserer Ergebnisse schätzen wir, dass der Ringregen in einer halben Stunde einer Wassermenge entspricht, die der eines olympischen Schwimmbeckens gleicht“, sagt O’Donoghue. Anhand dieser Rate konnten die Forscher somit auch die Zukunft des Ringsystems einschätzen: Es wird demnach in etwa 300 Millionen Jahren verschwunden sein.
Das Ringsystem ist erstaunlich jung
Auch zur Frage, ob der Saturn mit seinen Ringen entstanden ist oder ob er sie später erst erworben hat, fanden die Forscher Hinweise. Die neue Untersuchung spricht ihnen zufolge nun dafür, dass sie nicht älter als 100 Millionen Jahre sind. Das Ringsystem befindet sich somit etwa in der Mitte seiner Lebensspanne. Entstanden sein könnte es, als kleine, eisige Monde im Orbit um Saturn kollidierten, vielleicht weil ihre Umlaufbahnen durch einen Asteroiden oder Kometen gestört wurden, erklären die Astronomen. “Im Hinblick auf die vergleichsweise kurze Lebensdauer, können wir uns glücklich schätzen, die Ringe des Saturn überhaupt bewundern zu dürfen“, so O’Donoghue. „Denn vielleicht haben auch Jupiter, Uranus und Neptun einst deutlich sichtbare Ringsysteme besessen“, fügt er hinzu.
