Die tausend Ringe des Saturn

(BK)  Da war die Überraschung groß, als Galilei 1610 sein Fernrohr erstmals auf den Saturn, den äußersten der bekannten Planeten,  richtete:  Der Saturn hatte zwei Nebensterne, die ihn zu berühren schienen ! Galileis Fernrohr, heute etwa mit einem schlechten Opernglas zu vergleichen, war nicht in der Lage, den Ring optisch aufzulösen. Die Opposition (Saturn gegenüber der Sonne, und somit die ganze Nacht beobachtbar) im Jahre 1610 war sehr günstig. Leider war der Ring nur sehr knapp geöffnet (wie flach von der Seite auf  einen Teller gesehen). „An die tausende Mal habe ich ihn beobachtet“, so schrieb Galilei, „und kann versichern, dass ich keine Veränderung wahrnahm.“ Er musste daher annehmen, dass es sich um zwei stationäre Monde handelt (Darstellung 1). Als er dann zwei Jahre später wieder den Saturn beobachtete, war er geradezu bestürzt: die beiden Begleiter waren verschwunden. An Markus Welser in Augsburg schrieb er „Der Saturn hat seine Kinder verschluckt; was soll man von dieser seltsamen Verwandlung halten?“ Heutzutage wissen wir, dass der Ring für Galilei praktisch unsichtbar war, weil man 1612/ 13 genau auf die Ringkante schaute.
Bereits 1614 zeigte sich der Ring wieder. Christian Scheiner in Augsburg sah den Saturn an zwei „Henkeln“ kleben (Darstellung 2). Bis 1655 gab es die abenteuerlichsten Meinungen der Astronomen, was die komischen Gebilde um den Planeten betraf. Dann löste Christian Huygens das Rätsel (Darstellung 3). Seine in Form eines Anagramms veröffentlichte Aussage: „annulo cingitur tenui plano nusquam cohaerente, ad eclipticam inclinato“ (Er wird von einem dünnen, ebenen, nirgends [mit Saturn] zusammenhängendem , gegen die Ekliptik geneigten Ringe umgürtet).
1675 entdeckte Cassini eine Teilung im Ring. Der äußere wurde mit A- der innere mit B-Ring bezeichnet. Im Jahre 1838 entdeckte dann J.G. Galle aus Berlin den halb durchsichtigen C-Ring.  Er liegt zwischen dem B-Ring und dem Saturn.

Bei einem Durchmesser von 272000 km (A-Ring) stellt sich natürlich die Frage, wie dick der Ring ist. Erste Schätzungen lagen bei 425 km. Im Laufe des 19. Jht. reduzierten sich die Schätzungen auf 80 km. Nahm man noch in den 60-er Jahre an, dass die Ringe eine Dicke von etwas 15 km haben, so zeigten die Analysen der Voyager-Sonden (1979 – 1981), dass die Ringdicke weit unter 1000 m liegt (ca. 400 m im Mittel). Dieses ist sehr erstaunlich, denn der Ringdurchmesser des äußeren E-Rings (nach der Voyager-Mission A- bis G-Ring bekannt) liegt immerhin bei ca. 600000 km. Der A- und B-Ring sind von der Erden aus ohne Probleme zu beobachten. Alle weiteren Ringe sind mit einem Amateurfernrohr unbeobachtbar. Eine Besonderheit ist der sehr dünne F-Ring. Er wird von zwei kleinen Monden begleitet, die durch ihren Einfluss auf die Ringteilchen den Namen Schafhirtenmonden bekamen.
Erst im Jahr 1857 wies Clerk Maxwell mathematisch nach, dass die Ringe aus einer Vielzahl voneinander getrennten Teilchen bestehen (Adams-Preis der Universität Cambridge). Die Materieteilchen der A- und B-Ringe sind einige Zentimeter groß, die der anderen Ringe bis zu 0,005 mm (E- und G-Ring). Neben der schon angesprochenen Cassini-Teilung und der Encke-Teilung stellten die amerikanischen Raumsonden unzählige Teilungen fest. Das Ringsystem sieht wie die Rillen einer Schallplatte aus. Die Zwischenräume scheinen wie leergefegt. Schuld daran sind die 31 Monde des Saturn. Sie schieben jedoch nicht die Materie des Rings mit dem eigenen Körper weg (wie noch zur Voyager-Mission angenommen), sondern fegen tatsächlich durch Gravitationskräfte (sogenannte Resonazen) die Bereiche frei.
Bleibt noch die Frage nach der Herkunft der Ringe. Alle Ringsysteme befinden sich innerhalb der sog. Roche-Grenze. Die Vermutung liegt nahe, dass die Ringe durch zerplatzte Monde, große Meteoriten oder Kometen entstanden sind.
Eine weitere Hypothese sagt, dass die Ringe aus der übrig gebliebenen Rest-Urmaterie entstanden sind (Laplace und Kant).
Eine dritte Erklärung könnte der Zusammenstoß eines großen oder mehrerer kleiner Monde mit einem Moteoriten in der Frühphase des Saturns gewesen sein.
Ein besonderes Augenmerk sollten alle Astronomie-Intressierten in diesen Tagen der Raumsonde Cassini widmen. Sie erreicht am 1. Juli 2004 den Ringplaneten. Aber auch Aufnahmen durch das Hubble Space Telescope sind äußerst beeindruckend. Ein KLICK auf die Bilder verzweigt zu Adressen, die sich als wahre Fundgruben erweisen.