Kosmischer Eisregen von den Ringen des Saturn

Leicester (UK ) - Die Ringe des Saturn sind nicht nur wegen ihres Aussehens berühmt. Dass von ihnen sogar ein konstanter Regen aus Wassereis auf Saturn strömt, dafür haben englische und amerikanische Astronomen nun starke Indizien gefunden. Frühere Raumsonden hatten bereits nachweisen können, dass die Ringe zum großen Teil aus gefrorenem Wasser bestehen, von winzigen Partikeln bis hin zu kilometergroßen Brocken. Anscheinend befördert Saturns Magnetfeld einige kleine Teilchen aus ihrer Umlaufbahn und weiter auf die oberen Atmosphärenschichten des Planeten. Von den Messungen erhoffen die Forscher sich lang ersehnten Aufschluss über das Alter von Saturns Ringsystem. Denn hierzu benötigen sie ein präzises Verständnis, welche Erosionsprozesse den Ringen zusetzen. Noch ist unklar, ob Saturns Ringe mehrere Milliarden Jahre alt sind - und damit so alt wie unser Sonnensystem - oder ob sie erst vor vergleichsweise kurzer Zeit von hundert Millionen Jahren entstanden sind.

„Dieser Transportmechanismus deutet auf ein relativ junges Ringsystem hin“, kommentiert NASA-Planetenforscher Jack Connerney die Ergebnisse. „Die Debatte wird sicherlich weitergehen, aber nun werden auch die Auswirkungen der Magnetfelder auf die Ringe eine Rolle spielen.“ Die Eispartikel in den Ringen ziehen ihre Bahnen um Saturn so wie der Mond um die Erde. Einige von ihnen laden sich allerdings durch Reibung oder den Sonnenwind elektrisch auf und wechselwirken dann mit dem Magnetfeld. Ist ihre Ladung groß genug, folgen sie den Magnetfeldlinien und regnen dann in einem weiten Bogen Richtung Saturn. Wenn sie dort ankommen, regen sie in den oberen Atmosphärenschichten, der Ionosphäre, chemische Prozesse an. Diese führen zu Besonderheiten im Leuchten Saturns. Die Forscher konnten aus ihren Daten herauslesen, dass Wasser aus dem Ringsystem hierbei eine wichtige Rolle spielt. „Saturn ist der erste Planet, der eine deutliche Wechselwirkung zwischen seiner Atmosphäre und seinen Ringen zeigt“, sagt Erstautor James O’Donoghue von der Universität Leicester.

Die Astronomen benötigten für ihre Messungen zwei Stunden Beobachtungszeit mit dem Zehn-Meter-Spiegel des Keck-II-Teleskops auf Hawaii. Die deutlichsten Anzeichen für das Auftreffen von Wasser konnten sie in den Breitengraden zwischen 25 und 60 Grad nördlicher und südlicher Breite finden. Dort treffen die Magnetfeldlinien, die durch die Ringe treten, wieder auf die Saturnoberfläche. Außerdem fanden sie über alle Längengrade gleichmäßige Indizien für einen Zustrom von Wasser. Dies spricht gegen lokale Wetterphänomene. Die Wissenschaftler untersuchten auch alternative Gründe für die auffälligen Daten, wie etwa den Schatten, den die Ringe auf Saturn werfen, oder Prozesse, die in tieferen Atmosphärenschichten auftreten. Aber keines dieser Phänomene konnte eine vergleichbar plausible Erklärung für ihre Messungen liefern.