05.07.2004 · Cassini, Saturns künstlicher Mond von der Erde, präsentiert erste Ergebnisse: die Ringe zeigen strenge Strukturen ähnlich der Strichcodes an Warenhauskassen und Mond Titan offenbart erste Oberflächendetails.
Von Günter Paul
© Nasa
2. Juli 2004. Titans Südpol: Die hellen Flecken sind Methan-Wolken
Als die beiden Voyager-Sonden im Jahr 1981 am Planeten Saturn vorbeiflogen, waren die Wissenschaftler überrascht, daß sie in dessen prachtvollem Ringsystem Hunderte einzelner Ringe klar voneinander trennen konnten. Von der Erde aus sind nur sieben breite Ringe zu unterscheiden, die durch dunkle Lücken voneinander abgegrenzt sind. Einige dieser Lücken lassen sich durch Resonanzen mit Monden des Planeten erklären - durch ganzzahlige Verhältnisse der jeweiligen Abstände.
Was aber die 61 hochaufgelösten Bilder der amerikanischen Cassini-Sonde am vergangenen Donnerstag zeigten, war eine verwirrende Vielfalt der Strukturen. Zum Teil ähnelten die Fotos den Strichcodes mit den verschlüsselten Preisen, wie man sie in Kaufhäusern auf Waren findet. Daneben waren in den Mustern Dichtewellen zu erkennen, die bewirken, daß die hellen Ringe in periodischem Wechsel mal dichter beisammen sind und dann wiederum größere Abstände voneinander haben.
Überreste eines Mondes
Nach den gängigen Vorstellungen besteht das Ringsystem aus einer Mischung aus Eis und Staub, wobei die Eisbrocken so groß wie Häuser sein können, während sich der Staub aus feinsten Partikeln zusammensetzt. Den Messungen von Cassini zufolge findet sich in den meisten Ringen selbst fast ausschließlich gefrorenes Wasser, während in den Lücken dazwischen - aber auch im F-Ring - Staub dominiert. Das gilt jedenfalls für die sogenannte Cassini-Teilung, die den A- vom B-Ring trennt. Der Staub ist außerordentlich dunkel und somit dem Material vergleichbar, das an der Oberfläche des Saturnmonds Phoebe entdeckt wurde. Einige Forscher schließen daraus, daß das Ringsystem aus den Überresten eines Mondes besteht.
Beim Durchqueren der Ringebene hat Cassini pro Sekunde bis zu 680 Plasmateilchen angetroffen, die von Kollisionen mit Staubpartikeln zeugen. Die Teilchen waren nicht größer als die Partikeln in Zigarettenrauch. Insgesamt wurden in etwa fünf Minuten rund 100.000 "Treffer" registriert.
Pulsierende Magnetosphäre
Bevor die Sonde das Ringsystem erreichte, stieß sie auf jene Zone, in der die mächtige Magnetosphäre des Planeten, in der elektrisch geladene Teilchen gefangen sind, mit den Partikeln des Sonnenwinds kollidiert. Diese Grenze war bei der ersten Messung etwa drei Millionen Kilometer vom Saturn entfernt - anderthalbmal soweit wie nach den Messungen früherer Raumsonden. Das liegt unter anderem daran, daß Cassini aus einer andern Richtung in die Magnetosphäre eindrang, aber auch daran, daß diese, wie sich jetzt zeigte, pulsiert. Dadurch hat Cassini den Grenzbereich siebenmal durchquert. Innerhalb der Magnetosphäre wurden Wasserstoff- und Sauerstoffionen sowie molekulare Ionen, die ihre Entstehung ebenfalls Wasser verdanken, registriert. Sie dürften von den eishaltigen Monden und Ringen stammen, auf keinen Fall aber aus der Atmosphäre des Titan, die hauptsächlich aus Stickstoff besteht.
Auf der Oberfläche des in eine verhältnismäßig dichte Atmosphäre gehüllten Mondes Titan, auf dem die europäische Sonde Huygens Mitte Januar kommenden Jahres niedergehen soll, haben die Forscher erste - allerdings noch etwas undeutliche - Strukturen ausgemacht. Auf der Nordhalbkugel des Trabanten scheint sich ein großer Vulkan zu befinden. Auch andere runde, daneben gerade Gebilde sind ansatzweise zu erkennen. Der Mond kann also nicht ausschließlich von Einschlagkratern geprägt sein. Er besitzt außerdem "geologische" Merkmale, die sich aber noch nicht interpretieren lassen. Dunkle Zonen auf dem Trabanten scheinen aus gefrorenem Wasser zu bestehen, in den helleren Gebieten dürften Kohlenwasserstoffe im Eis eingeschlossen sein. In der Nähe des Südpols zogen während der Messungen in vielleicht fünfzehn Kilometern Höhe cumulusartige Wolken - vermutlich aus Methan - hinweg. Insgesamt ist der Titan einschließlich seiner Wolken in einen großen Schwarm aus Wasserstoffmolekülen gehüllt, die energiereiche Teilchen aus dem Strahlungsgürtel des Saturns aus seiner Atmosphäre geschlagen haben.
Auf dem Saturn selbst haben die Forscher mit Cassini unvorstellbar hohe Windgeschwindigkeiten gemessen. Dabei stellten sie fest, daß diese empfindlich von der Höhe abhängen. Oben in der Stratosphäre war der Wind ungefähr fünfhundert Kilometer pro Stunde langsamer als dreihundert Kilometer tiefer. Der Grund dafür ist nicht bekannt.
