Unser Sonnensystem ist voller Wunder, wie die Schönheit der Saturnringe. Aber diese Ringe sind nicht statisch – neuere Untersuchungen zeigen, dass sie sanft wackeln.

Astronomen des California Institute of Technology untersuchten Daten über Saturn der inzwischen eingestellten Cassini-Mission, die den Planeten zwischen 2004 und 2017 umkreiste Caltech beschreibt es als „eine diffuse Suppe aus Eis, Gestein und metallischen Flüssigkeiten“, die für eine Art Anruf sorgt, der technisch als Fuzzy-Kern bezeichnet wird.

Eine Illustration von Saturn und seinem „unscharfen“ Kern. Caltech/R. Verletzt (IPAC)

Anhand der Ringe konnten die Forscher sowohl die Zusammensetzung als auch die Größe des Kerns bestimmen, der sich über 60 % des Planetendurchmessers erstreckt. „Wir haben die Ringe des Saturns wie einen riesigen Seismographen verwendet, um die Schwingungen im Inneren des Planeten zu messen“, erklärt Co-Autor Jim Fuller, Assistenzprofessor für theoretische Astrophysik am Caltech. „Dies ist das erste Mal, dass wir die Struktur eines Gasriesenplaneten seismisch untersuchen konnten, und die Ergebnisse waren ziemlich überraschend.“

Der Fuzzy-Kern hat einen tiefgreifenden Einfluss auf den Planeten. „Die unscharfen Kerne sind wie ein Schlamm“, erklärt der Erstautor der Studie, Christopher Mankovich. „Das Wasserstoff- und Heliumgas auf dem Planeten vermischen sich allmählich mit immer mehr Eis und Gestein, während Sie sich dem Zentrum des Planeten nähern. Es ist ein bisschen wie in Teilen der Ozeane der Erde, wo der Salzgehalt zunimmt, wenn man in immer tiefere Ebenen gelangt, wodurch eine stabile Konfiguration entsteht.“

Dieser Schlamm schwingt leicht, was den ganzen Planeten zum Wackeln bringt. Dies wiederum verursacht Wellen in den Ringen, die die Cassini-Daten zeigten.

„Saturn bebt immer, aber es ist subtil“, sagt Mankovich. „Die Oberfläche des Planeten bewegt sich alle ein bis zwei Stunden etwa einen Meter wie ein langsam plätschernder See. Wie ein Seismograph nehmen die Ringe die Gravitationsstörungen auf und die Ringpartikel beginnen zu wackeln.“

Dieser Befund ist nicht nur ein reizvolles geistiges Bild, sondern wirft auch Fragen zur Entstehung von Gasriesen auf. Die derzeit führende Theorie ihrer Entstehung ist, dass sie mit einem felsigen Kern beginnen. Im Laufe der Zeit zieht dieser Kern durch die Schwerkraft Gas an, und diese Gase bilden schließlich einen Teil des Planeten. Aber wenn Saturn einen unscharfen Kern hat, wirft dies früher als bisher angenommen die Frage auf, ob Gas eine Schlüsselrolle bei der Bildung von Gasriesen spielt.

Die Ergebnisse werden in der Zeitschrift Nature Astronomy veröffentlicht.

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