saturno
© NASA

Die Ringe um den Planeten Saturn und Jupiter sind mit zahllosen Riffeln und Wellen durchsetzt - ähnlich wie die Rillen auf einer Langspielplatte. Astronomen fanden nun den Ursprung dieser Muster.

Die Forschergruppen um Mark Showalter vom SETI-Institut in Mountain View und Matthew Hedman von der Cornell-Universität in Ithaca stießen auf das Phänomen, als sie Messdaten mehrerer Sonden auswerteten: Der Jupitersonde Galileo und der Sonde New Horizons, die auf ihrem Weg zum Pluto Aufnahmen von Jupiter machte sowie die der Saturnmission Cassini.

Dabei entdeckten die Astronomen eine Vielzahl regelmäßiger Wellenstrukturen in beiden Ringsystemen, die wie die Rillen einer Langspielplatte aussehen, schreiben die Forscher im Fachmagazin Science. Mithilfe von Computersimulationen spielten die Astronomen dann verschiedene Entstehungsszenarien durch. Die beste Übereinstimmung erhielten sie, wenn sie eine Begegnung mit einem Kometen annahmen und deren Spuren im Ringsystem berechneten. Demnach bringt der Einschlag des Kometen zunächst die gesamte Scheibe aus der Balance, ähnlich wie ein Kreisel durch einen Schlag auf einer Seite ins Trudeln gerät. Diese Störung pflanzt sich fort, da durch das Trudeln des Ringkreisels immer mehr Wellen entstehen.

Spuren stammen aus den Jahren 1994 und 1983

Der schwache und von der Erde aus nicht sichtbare Jupiterring kippte durch einen Einschlag um zwei Kilometer, errechneten die Forscher. Bei dem größeren, besser sichtbaren Saturnring ließen sich zudem die Rillen ziemlich genau charakterisieren: Die Wellenberge sind dort zwischen 2 und 20 Meter hoch und liegen 30 bis 80 Kilometer auseinander. Verantwortlich für die Veränderung war bei Jupiter wohl der Komet Shoemaker-Levy 9 im Jahr 1994, der allerdings nicht direkt den Ring traf. Vielmehr sorgte der Staubregen aus dem Schweif des in etliche Fragmente zerborstenen Kometen für die Wellen im Ringsystem. Bei Saturn erfolgte der Einschlag im Jahr 1983. Er blieb damals jedoch unentdeckt, da sich der Planet von der Erde aus betrachtet hinter der Sonne befand. Der verantwortliche Komet muss eine Masse von etwa einer Milliarde Tonnen und einen Durchmesser von ungefähr einem Kilometer gehabt haben. Vermutlich schlug er jedoch nicht als Ganzes ein - sonst hätte er Ringmaterial mitgerissen -, sondern zerbrach schon zuvor im Gravitationsfeld der äußeren Planeten.

Die Berechnungen zeigen, dass die Ringsysteme von Planeten ein nützliches Archiv für frühere Begegnungen mit Kometen sind, schreiben die Forscher. Sie könnten daher in Zukunft helfen, abzuschätzen, wie häufig Planeten tatsächlich von Kometen getroffen werden - und damit auch die Frage klären, wie viele Kometen es in den äußeren Regionen des Sonnensystems tatsächlich gibt.