Die Ringe des Saturn sind eine der ikonischsten Strukturen im Sonnensystem, aber ihre Entstehung steht seit langem zur Debatte. Neue Forschungsergebnisse deuten darauf hin, dass die spektakulären Ringe möglicherweise aus dem Tod eines eisigen Mondes entstanden sind.
Saturn ist ein dynamisches System. Abgesehen von diesen faszinierenden Ringen bewegt sich einer seiner Monde, Titan, ungefähr mit großer Geschwindigkeit vom Planeten weg 4 Zoll (11 Zentimeter) pro Jahr (unser eigener Mond bewegt sich jährlich um langsame 1,5 Zoll von der Erde weg). Saturn ist auch in einem Winkel von 26,7 Grad von der Ebene seiner Umlaufbahn geneigt, und obwohl dies in unserem Sonnensystem nicht allzu ungewöhnlich ist, ist der Mechanismus, der diese Neigung verursacht hat, ein Rätsel. Ein gestern veröffentlichtes Papier in Wissenschaft könnte auf das fehlende Glied hinweisen, das all diese Phänomene verbinden könnte: ein inzwischen erloschener eisiger Saturnmond namens Chrysalis.
„Wenn Sie einen Kreisel auf einen Tisch werfen, setzt er sich nach einer anfänglichen Wackelperiode in einer Bewegung ab, bei der diese Drehachse des Kreisels regelmäßig einen Kreis um die Vertikale macht. Das ist die „Präzession“ der Spitze“, sagte Jack Wisdom in einem Telefongespräch mit Gizmodo. Wisdom ist Professor für Planetenwissenschaften am Massachusetts Institute of Technology und Hauptautor der neuen Studie. Die Weisheit sagte, dass die Präzession von Saturn und dem entfernten Nachbarn Neptun an einem Punkt sehr nahe oder resonant waren. Diese Resonanz, verbunden mit der Wanderung Titans weg vom Saturn, hätte erklären können, warum sich der Planet neigte.
Aber als Wisdom und seine Kollegen die Gravitationsdaten der Raumsonde Cassini untersuchten, stellten sie fest, dass Saturn und Neptun nicht mehr in Resonanz waren, und begannen sich zu fragen, welcher Mechanismus dies verursacht haben könnte. „Wir kamen auf die Idee, dass Saturn früher einen anderen Satelliten hatte“, sagte Wisdom. „Wenn dieser Satellit plötzlich verloren ginge, dann [Saturn] aus der Resonanz geraten könnte.“
Sie nennen diesen hypothetischen verlorenen Mond Chrysalis und glauben, dass er irgendwo zwischen den Umlaufbahnen der Monde Titan und Iapetus existierte. Durch Computermodellierung fanden sie heraus, dass Titan, wenn es sich spiralförmig nach außen dreht, die Umlaufbahn von Chrysalis destabilisieren würde. Chrysalis würde sich dann in Richtung Saturn bewegen, wo sie vom Gravitationsfeld des Planeten auseinandergerissen würde, wodurch die Ringe entstehen, die wir heute sehen, während sie Saturn aus der Resonanz von Neptun drängen. All dieses Drama wäre vor etwa 100 Millionen Jahren untergegangen.
„Es passt alles zusammen“, sagte Wisdom. „Obwohl es sich um eine Kette von Ereignissen handelt, ist jedes Element in der Kette nichts Unwahrscheinliches.”
Henry Throop, ein Programmwissenschaftler bei der Planetary Science Division der NASA, der nichts mit dem neuen Papier zu tun hat, war von den Ergebnissen fasziniert. „Was an ihrer Hypothese zwingend ist, ist, dass sie so viele unerklärliche Aspekte des aktuellen Zustands des Saturn miteinander verbindet: das scheinbar junge Alter der Ringe, die steile Neigung des Saturn um seine Achse und die hohe Exzentrizität der Umlaufbahn des Titan. Wenn es richtig ist, erweitert das hier vorgestellte Konzept unser Verständnis, dass sich das Sonnensystem in bedeutender Weise weiter entwickelt“, schrieb Throop in einer E-Mail an Gizmodo. Throop läuft das Cassini-Datenanalyseprogramm, das einen Teil der Forschung des Papiers finanzierte.
Luke Dones, ein unabhängiger Forscher vom Planetary Science Directorate am Southwest Research Institute in Boulder, Colorado, sagte, dass mehr Forschung erforderlich sei, um die Existenz und Lebensdauer von Chrysalis vollständig zu konkretisieren. „Dazwischen ist viel Platz [Iapetus and Titan] wo ein Satellit gewesen sein könnte, aber es gibt auch keinen unabhängigen Beweis dafür, dass ein solcher Mond existiert hat“, sagte Dones in einer E-Mail. „Vielleicht haben sich die Saturnringe so gebildet, wie sie es beschreiben, aber sie haben keine endgültige Antwort gegeben. Die Autoren haben die Bildung der Ringe nicht simuliert, sondern stützten sich in ihrer kurzen Diskussion am Ende der Arbeit auf frühere Arbeiten.“
Der Ursprung der Saturnringe ist eines der großen Geheimnisse unserer kleinen Ecke der Milchstraße. Der vorzeitige Untergang von Chrysalis, vorausgesetzt, es existierte, könnte der Grund dafür sein, dass Saturn ein beliebtes Ziel von Amateur- und professionellen Astronomen gleichermaßen ist.