Ringe des Saturn sind mehr als vier Milliarden Jahre alt

Von Rainer Kayser (dpa)/Markus Brauer

Die Ringe des Planeten Saturn bestehen aus erstaunlich reinem Wassereis. Deshalb, so folgerten Planetenforscher bislang, müssen sie astronomisch gesehen jung sein – maximal 400 Millionen Jahre alt. Denn sonst wären sie durch den stetigen Zustrom von Mikrometeoriten längst verschmutzt.

Doch der jugendliche Eindruck der Saturnringe könnte täuschen, wie jetzt Computersimulationen eines Forscherteams aus Japan und Frankreich zeigen. Wie die Wissenschaftler im Fachjournal „Nature Geoscience“ berichten, hinterlassen Mikrometeoriten kaum Spuren in den Ringen.

【注目のHL】惑星科学：土星の環が若々しい外観を保っている理由https://t.co/N9uif5KigK 兵頭 龍樹氏らの@NatureGeosci#OA#論文 Pollution resistance of Saturn’s ring particles during micrometeoroid impacthttps://t.co/sgB9wjAGJ8@sciencetokyo_ja@ELSI_origins@ISAS_JAXA@hyodo_ryukihttps://t.co/qo0ecestTt — Nature Japan (@NatureJapan) December 18, 2024

Reste von Mikro-Meteoriten verbleiben im Saturnring

Simulationen der Einschläge der Mikrometeoriten auf Eispartikel des Ringes zeigten, dass das Gesteinsmaterial der Mikro-Meteoriten von den Ringen nicht so sehr aufgenommen werde, wie bislang angenommen, schreiben Ryuki Hyodo von der japanischen Weltraumagentur Jaxa und seine Kollegen. Denn die hohe Energie der Einschläge führe zu einer völligen Verdampfung der Mikrometeoriten.

Dieser Gesteinsdampf besteht demnach aus elektrisch geladenen Ionen, zum Teil kondensiert er auch zu Nanopartikeln, die dann ebenfalls elektrisch geladen sind. Und diese elektrische Ladung verhindere das Verbleiben der Überreste der Mikro-Meteoriten im Ring, so die Wissenschaftler: Das Magnetfeld des Saturn befördere die Ionen und die Nanopartikel aus dem Ring heraus, ein Teil dringe in die Atmosphäre des Planeten ein, der Rest entschwinde wieder ins ferne Weltall.

Insgesamt verbleibt der Studie zufolge weniger als ein Prozent des von außen einströmenden Materials in den Ringen - bislang gingen die Planetenforscher von mindestens zehn Prozent aus. Damit könnten die Saturnringe mehr als vier Milliarden Jahre alt sein und möglicherweise vor 4,5 Milliarden Jahren gemeinsam mit dem Planeten entstanden sein.

Alter der Ringe ist umstritten

Über das Alter der Saturnringe streiten Astronomen seit Jahrzehnten. Die Ringe sind kein festes Gebilde, sondern bestehen aus kleinen Teilchen, deren Größe sich von winzigen Körnchen bis zu einigen Metern erstreckt. Die Ringe sind dabei nur zehn bis hundert Meter dick, aber das Ringsystem hat einen Durchmesser von fast einer Million Kilometer.

Messungen der Raumsonde Cassini zeigten 2004 zur Überraschung der Planetenforscher, dass die Ringe erstaunlich rein sind: Sie bestehen aus Wassereis, das lediglich mit einem Anteil von höchstens zwei Prozent mit anderen Stoffen verschmutzt ist. Damit schien die Frage nach dem Alter der Saturnringe geklärt – maximal 400 Millionen Jahre, sonst müsste der Anteil an anderen Stoffen sehr viel größer sein.

Strom von dunklerem Material

Doch immer wieder äußerten Wissenschaftler Zweifel an dieser Interpretation. Diese Zweifel wurden unter anderem auch dadurch genährt, dass Cassini einen Strom von dunklerem Material – das also nicht aus Eis besteht – aus den Ringen Richtung Saturn nachwies. Mit ihren Simulationen könnten Hyodo und seine Kollegen jetzt die Ursache dieses Stroms aufgespürt haben und damit einen Selbstreinigungsmechanismus der Ringe.

Endgültig geklärt dürfte die Frage nach dem Alter der Saturnringe aber auch damit nicht sein. Denn das Computermodell von Hyodo und seinen Kollegen macht noch eine Reihe vereinfachender Annahmen über die Eispartikel in den Ringen, berücksichtigt beispielsweise nicht ihre Porosität. Weitere Forschungen sind also nötig und vielleicht fördern sie neue Argumente für ein junges Alter der Ringe zutage.

Info: „Herr der tausend Ringe“

Saturn-Ringsystem Wie Raumsondenaufnahmen zeigen, setzt sich der Saturnring aus vielen Hundert einzelnen Ringen zusammen, was Saturn den Beinamen „Herr der tausend Ringe“ eingebracht hat. Das Saturn-Ringsystem ist ein relativ junges Gebilde. Während Saturn und die anderen Planeten vor 4,6 Milliarden Jahren aus einer gewaltigen Gas- und Staubscheibe gebildet wurden, ist der Saturnring erst hundert Millionen Jahre alt. Hätten die Dinosaurier im Erdmittelalter Fernrohre besessen, einen Saturnring hätten sie nicht gesehen. Auch ist der Saturnring astronomisch betrachtet ein kurzfristiges Gebilde. In etwa weiteren hundert Millionen Jahren wird es ihn nicht mehr geben.