Saturn

Erdringe_4-Entstehung

Saturn | Quelle: Nasa

Saturn | Quelle: Nasa

Dem Betrachter mit bloßem Auge erscheint Saturn als ruhig leuchtendes, leicht gelbliches Objekt am Himmel. Sein Anblick im Fernrohr gehört zu den faszinierendsten, denn schon mit einem kleinen Teleskop kann man die Ringe um Saturn erkennen.

Anders als die inneren Planeten Merkur und Venus läuft Saturn außerhalb der Erdbahn um die Sonne. Daher sieht man ihn nicht immer nahe bei der Sonne, sondern man findet ihn irgendwo am Himmel. Er kann sogar der Sonne am Himmel gegenüberstehen und ist dann die ganze Nacht über zu sehen.

Saturn ist zwar nicht so groß oder massereich wie Jupiter, gehört aber trotzdem zu den Riesenplaneten. Dies zeigt auch der Vergleich mit der Erde: Sein Durchmesser entspricht 9 Erddurchmessern und seine Masse fast 100 Erdmassen.

Seine Atmosphäre besteht hauptsächlich aus Wasserstoff, mit einem kleinen Anteil an Helium. Methan stellt gerade einmal ein fünftel Prozent, und daneben gibt es noch Spuren anderer Moleküle.

Tief im Innern des Planeten ist der Druck so groß, dass Wasserstoff zunächst flüssig und dann metallisch wird, also Wärme und Elektrizität leiten kann. Die innersten 20 Prozent könnten aus Gestein und anderen schweren Elementen bestehen.
Ungeachtet seiner riesigen Ausmaße besitzt Saturn eine überraschend geringe Masse; seine mittlere Dichte ist sogar kleiner als die von Wasser. Könnten wir Saturn in eine Badewanne legen, so würde er schwimmen.

Größenvergleich Erde-Saturn | Quelle: Nasa

Größenvergleich Erde-Saturn | Quelle: Nasa

Ringsystem

Die Saturnringe gehören zu den schönsten Anblicken, die das Universum für uns bereithält. Ihr Durchmesser ist etwa doppelt so groß wie der des Planeten selbst.

Die Saturnringe sind gegen die Bahnebene des Planeten geneigt. Daher erscheinen sie uns im Laufe eines Saturnjahres (etwa 30 Erdenjahren) unter einem sich langsam verändernden Blickwinkel. Wenn wir auf die Kante der Saturnringe schauen, verschwinden sie nahezu, und die Astronomen können nach weiteren kleinen Saturnmonden suchen.

Als Galilei vor rund 400 Jahren Saturn erstmals durch ein Teleskop betrachtete, konnte er sich die beiden Lichtflecken neben dem Planeten nicht erklären. 40 Jahre später waren die Fernrohre schon so weit verbessert, dass man sie als die beiden Enden einer Ringstruktur erkannte.

Im 18. Jahrhundert untersuchte Cassini den Saturn und seine Ringe. Ein dunkles Band, die „Cassini-Teilung“, trennt den hellsten, so genannten B-Ring von einem äußeren, etwas dunkleren A-Ring. Nach innen schließt sich der ganz zarte C- oder Crêpe-Ring an. Die Ringe sind zwar breit, aber extrem dünn. Radarbeobachtungen deuten darauf hin, dass es sich vermutlich um Eisbrocken handelt, die, abhängig von ihrem Abstand zum Saturn, verschieden groß sind, von einigen Zentimetern bis hin zu einigen Metern vielleicht. Die Saturnringe entstanden als Folge der so genannten Gezeitenkräfte. Die Anziehungskräfte des Saturn wirken auf die saturnzugewandte Seite eines nahen Objektes stärker als auf dessen Rückseite: Material, das sich in größerer Entfernung normalerweise zu einem Mond zusammengefügt hätte, wird so auseinander gerissen und muss in Saturnnähe als Ring verstreut bleiben.

Als die beiden Voyager-Sonden 1980 und 1981 den Saturn passierten, übermittelten sie phantastische Bilder von den Ringen. Die Aufnahmen waren schärfer und detailreicher als alles, was wir je von der Erde aus hätten machen können, und zeigten auch Ansichten von der Rückseite des Planeten. Gegen die Sonne betrachtet erschienen die Ringe ganz anders als von der Erde aus gesehen. Die Cassini-Teilung, die uns dunkel erscheint, erwies sich im Gegenlicht als helle Region. Dort streuen winzige Staubpartikel das Sonnenlicht vorwärts. Der B-Ring hingegen, für uns die hellste Ringstruktur, präsentierte sich nahezu undurchsichtig und erschien daher dunkel.

Während der Voyager-Vorbeiflüge fanden die Wissenschaftler zu ihrer Überraschung nicht nur ringförmige Strukturen, sondern auch radial nach innen oder außen verlaufende Muster, sogenannte Speichen. Im direkten Sonnenlicht erscheinen sie dunkel, im Gegenlicht jedoch hell; sie müssen daher große Mengen an Staub enthalten, der möglicherweise durch statische Kräfte aus der Ebene der Saturnringe herausgehoben wird. Für eine Überraschung sorgte auch der äußerste, schmale F-Ring: Er wirkte nicht gleichmäßig hell, sondern zeigte diverse Knoten und Knicke.

Atmosphäre

Saturn zeigt Wolkenbänder wie der Jupiter, doch sind die Farbkontraste hier nicht so deutlich. Die Wolken treiben mit hohen Geschwindigkeiten durch die Atmosphäre; bis zu 1.800 Kilometer pro Stunde wurden gemessen – das ist viermal so viel wie in der Jupiteratmosphäre.

Auch in den Saturnwolken wurden einige rotierende Ovale beobachtet, aber nichts ähnlich Dramatisches wie der Große Rote Fleck von Jupiter. Gelegentlich bildet sich eine hochliegende Dunstschicht aus, die die Kontraste noch weiter verringert.

Physikalische Daten

 SaturnErdeVerhältnis
Gesamtmasse (1024 kg)568,465,973695,159
Volumen (1010 km3)82.713108,321763,59
Äquatorialer Radius (km)60.2686.378,19,449
Polarer Radius (km)54.3646.356,88,552
Mittlerer Radius (km)58.2326.371,09,140
Abplattung0,097960,0033529,24
Mittlere Dichte (kg/m3)6875.5150,125
Schwerkraft a. d. Oberfläche (m/s2)8,969,780,916
Fluchtgeschwindigkeit (km/s)35,511,23,172
Bond Albedo0,3420,3061,12
Visuelle geometrische Albedo0,470,3671,28
Visuelle Magnitude V (1,0)-8,88-3,86-
Solare Einstrahlung (W/m2)14,901.367,60,011
Schwarzkörper-Temperatur (K)81,1254,30,319
Trägheitsmoment (I/MR2)0,2100,33080,635
Anzahl Monde311
RingsystemJaKeines

 

 

 

GSE-Team April 2015 RPK