Durchbruch in AstronomieDas Rätsel der Saturnringe ist gelöst
Der zweitgrösste Planet des Sonnensystems mag ohne seine Ringe kaum vorstellbar sein – aber eine Studie zeigt: Er hat sie erst seit kurzem.
Saturn gilt als der Schönheitskönig unter den Planeten. Schon ein kleines Fernrohr offenbart ein markantes Ringsystem, in dem die Kugel des Gasriesen schwerelos zu schweben scheint. Die Ringe haben einen Durchmesser von knapp einer Million Kilometer und sind lediglich hundert Meter dünn. Sie bestehen aus unzähligen winzigen Stückchen von Wassereis, manche Trümmer haben die Grösse eines Einfamilienhauses. Alle umkreisen sie den zweitgrössten Planeten des Sonnensystems wie Minimonde.
Seit langem rätseln die Astronomen darüber, wann und wie die Saturnringe entstanden sein könnten. Waren sie von Anfang an da, bildeten sie sich also bereits vor viereinhalb Milliarden Jahren aus derselben Urwolke wie der Planet selbst? Oder verdanken sie ihre Existenz einem kosmischen Unfall, der sich viel später ereignet hat?
Laut einer Theorie gab es einst einen Eismond namens Chrysalis. Der wurde vor ungefähr hundert Millionen Jahren unter der Wirkung anderer Trabanten aus seiner Bahn geworfen. Chrysalis, so die Modelle, sei dann dem Saturn zu nahe gekommen und von dessen starken Gezeitenkräften zerrieben worden. Aus den Bruchstücken sollen sich die Ringe geformt haben.
Ringe sind nur wenig verstaubt
Eine Gruppe um Sascha Kempf von der University of Colorado will nun herausgefunden haben, dass die Ringe höchstens seit vierhundert Millionen Jahren existieren. Das schreibt das Team in der Zeitschrift «Science Advances». Für Harald Krüger vom Max-Planck-Institut für Sonnensystemforschung, der an der Studie nicht beteiligt war, ist dieses Ergebnis überzeugend: «Die Frage war lange offen, nun scheint sie tatsächlich beantwortet zu sein», sagt er.
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Grundlage für die Arbeit sind Messungen der Raumsonde Cassini. Eines ihrer wissenschaftlichen Geräte namens Cosmic Dust Analyzer untersuchte Saturnstaub und winzige interplanetare Meteoroide – feste Körper, die durch das Planetensystem fliegen. Dies war der Schlüssel zur Altersbestimmung der Ringe.
Kempf und seine Kollegen machten sich die Tatsache zunutze, dass die Ringpartikel nicht nur aus Eis bestehen, sondern durch Staub verunreinigt sind. Dafür sorgt das ständige Bombardement von Mikrometeoriden. Im Lauf der Zeit sollte sich immer mehr Schmutz absetzen, ähnlich wie bei der Oberfläche eines Möbelstücks: Je länger dieses nicht abgewischt wird, umso dicker ist die Staubschicht.
Eisringe wurden immer dunkler
Die Forscher schätzen den Staubanteil der Ringe nun auf lediglich 0,1 bis maximal 2 Prozent. Daraus schliessen sie, dass die Stückchen in den Ringen auf keinen Fall über einen Zeitraum von Milliarden Jahren unter Beschuss gestanden haben können. Zudem seien die ursprünglich hellen Eisringe extrem anfällig für Verunreinigungen und würden immer dunkler.
Eine Hochrechnung und die Farbe ermöglichten es den Forschern, das Ringalter des Saturns abzuschätzen. Es liegt demnach zwischen hundert und vierhundert Millionen Jahren. Dass sich die Ringe gleichzeitig mit dem Planeten gebildet haben könnten, schliessen die Autoren kategorisch aus. Die längste Zeit seines Daseins kam der Saturn demnach ohne seine Ringe aus.
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