Wissenschaft

Gasriese

Astronomen wissen endlich, wie spät es auf dem Saturn ist

Wie lange dauert ein Tag auf dem Saturn? Forscher rätselten darüber seit Jahrzehnten. Nun liefern die Ringe des Gasriesen die Antwort.

NASA/ JPL-Caltech/ Space Science

Saturn

Samstag, 19.01.2019   14:37 Uhr

Auf dem Saturn spazieren zu gehen, wäre unmöglich. Denn der Gasriese besitzt keine feste Oberfläche. Astronomen stellt das vor ein Problem: Sie können keinen Orientierungspunkt ausmachen, an dem sie feststellen können, wie schnell sich der Planet um sich selbst dreht. Auch das ungewöhnliche Magnetfeld machte Berechnungen bisher schwierig.

Wie lange ein Tag auf dem zweitgrößten Planeten unseres Sonnensystems dauert, konnte deshalb bisher niemand mit Gewissheit sagen. Nun berichten Forscher, endlich eine Antwort gefunden zu haben: Ein Tag auf dem Saturn dauert demnach zehn Stunden, 33 Minuten und 38 Sekunden.

"Cassini"

Neue Daten der Saturnsonde "Cassini" hatten die Forscher auf die richtige Spur gebracht. Die unbemannte Sonde war im Oktober 1997 gestartet und hatte im Juli 2004 den Ringplaneten erreicht. Rund 13 Jahre zog "Cassini" dann ihre Bahnen durch das faszinierende Saturn-System, entdeckte neue Ringe und Monde und enthüllte viele Geheimnisse des zweitgrößten Planeten im Sonnensystem mit seinen großen Ringen und Dutzenden Monden.

Im Jahr 2017 ging "Cassini" der Treibstoff aus, und die Sonde verglühte in der Atmosphäre des Gasplaneten. Zuvor hatte sie jedoch enorme Datenmengen in Richtung Erde geschickt, die noch immer ausgewertet werden. Dadurch wissen Forscher beispielsweise, wie sich der Saturn anhört.

"Cassini" gelangen auch detaillierte Aufnahmen der gut 100.000 Ringe, die den Saturn umgeben. Sie bestehen vor allem aus Wassereis und Gesteinsbrocken. Die äußeren haben einen Durchmesser von fast einer Million Kilometer. Dabei sind sie erstaunlich dünn, der dickste misst nur etwa hundert Meter.

Ein Astronomiestudent aus Santa Cruz, Christopher Mankovich, schaute sich die Aufnahmen der Saturnsonde genauer an und stellte fest, dass die Ringe auf Schwingungen im Inneren des Planeten reagieren, ähnlich wie Seismometer, mit denen Erdbeben gemessen werden. Dadurch gelang es Makovich, zu berechnen, wie schnell sich der Gasriese um sich selbst dreht, wie er mit Kollegen im Fachblatt "Astrophysical Journal" berichtet.

Schneller als gedacht

Die Analyse zeigen, dass sich der Saturn schneller dreht als bisher gedacht. Die jüngsten Berechnungen aus dem Jahr 1981 waren von einer Rotationsgeschwindigkeit von zehn Stunden, 39 Minuten und 23 Sekunden ausgegangen. Doch schon damals wussten die Forscher, dass das Ergebnis ungenau ist, weil sie auf Berechnungen des Magnetfelds zurückgingen. Und das ist beim Saturn äußerst ungewöhnlich, weil es fast exakt parallel zur Rotationsachse verläuft - einmalig in unserem Sonnensystem.

"Die Forscher haben mithilfe der Ringe ins Innere des Saturn geblickt, und herauskam diese fundamentale Erkenntnis", lobt Linda Spilker, Wissenschaftlerin des "Cassini"-Projektes. "Die Antwort lag in den Ringen."

Im Video: Der Saturn verliert seine Ringe

Foto: REUTERS

Das Wissen um die Rotationsgeschwindigkeit ist nicht die einzige bahnbrechende Neuigkeit vom Gasriesen. Laut neuesten Forschungen der Nasa sind die Ringe um den Saturn viel jünger als bisher gedacht. Demnach entstanden sie erst vor etwa hundert Millionen Jahren - zu einer Zeit, als auf der Erde Dinosaurier lebten. Der Planet selbst ist viel älter, etwa 4,5 Milliarden Jahre.

Einer gängigen Theorie zufolge könnte einst ein Mond dem Planeten zu nahe gekommen und dabei durch dessen Schwerkraft zerstört worden sein. Auch ein Zusammenstoß zweier Saturnmonde wird als Ursache für die Entstehung der Ringe vermutet. Seitdem bröseln die Ringe vor sich hin - Forscher rechnen damit, dass sie in gut 300 Millionen Jahren verschwunden sein werden.

koe

insgesamt 13 Beiträge
betonklotz 19.01.2019
1. Leider unvollständig
Eine eindeutig definierte Rotationsgeschwindigkeit gibt es nur bei starren Körpern. Der Saturn ist aber ein Gasplanet. Bei solchen Himmelskörpern ist es normal, dass sie eine sog. differentielle Rottation aufweisen, d.h. [...]
Eine eindeutig definierte Rotationsgeschwindigkeit gibt es nur bei starren Körpern. Der Saturn ist aber ein Gasplanet. Bei solchen Himmelskörpern ist es normal, dass sie eine sog. differentielle Rottation aufweisen, d.h. verschiedene Bereiche des Körpers rotieren unterschiedlich schnell. Um mit der angegebenen Rotationsdauer etwas anfangen zu können braucht man die Angabe, auf welchen Teil des Saturn sich die Angabe bezieht. diese fehlt leider. Der verlinkte Originalartikel im astrophysical Journal hat mir da auch nicht weitergeholfen, weil er in diesem Punkt nicht präzise ist.
KingTut 19.01.2019
2. Warum denn in die Ferne schweifen
Nur als Ergänzung zum Thema "differentielle Rotation". Das ist auch bei unserer Sonne so. Ich zitiere aus Wiki: "Als rotierender Gasball rotiert die Sonne nicht wie ein Festkörper mit starrer Rotation, sondern [...]
Zitat von betonklotzEine eindeutig definierte Rotationsgeschwindigkeit gibt es nur bei starren Körpern. Der Saturn ist aber ein Gasplanet. Bei solchen Himmelskörpern ist es normal, dass sie eine sog. differentielle Rottation aufweisen, d.h. verschiedene Bereiche des Körpers rotieren unterschiedlich schnell. Um mit der angegebenen Rotationsdauer etwas anfangen zu können braucht man die Angabe, auf welchen Teil des Saturn sich die Angabe bezieht. diese fehlt leider. Der verlinkte Originalartikel im astrophysical Journal hat mir da auch nicht weitergeholfen, weil er in diesem Punkt nicht präzise ist.
Nur als Ergänzung zum Thema "differentielle Rotation". Das ist auch bei unserer Sonne so. Ich zitiere aus Wiki: "Als rotierender Gasball rotiert die Sonne nicht wie ein Festkörper mit starrer Rotation, sondern hat – wie um 1800 anhand der Sonnenflecken festgestellt wurde – eine differentielle Rotation: am Äquator rotiert sie schneller als in der Nähe der Pole." Allerdings müssen auch Jupiter und Saturn aufgrund des Jahrmilliarden währenden Bombardements aus dem All einen festen Kern haben, nur wäre interessant zu erfahren, wie groß dieser ist. Eine Sonde dorthin zu schicken dürfte momentan wegen des enormen Drucks unmöglich sein. Allerdings brauchen wir nicht in die Ferne zu schweifen, um ungelöste Probleme zu finden. So las ich in einer Ausgabe des Wissenschaftsmagazins "nature" vom vergangenen Jahr, dass die Gravitationskonstante - also eine der vier Grundkräfte im Universum - trotz modernster Messmethoden und Versuchsreihen immer nocht nicht genau bestimmt werden konnte. Das ist für mich noch spannender, als die Frage der Zeitmessung auf dem Saturn, so interessant dieses Thema auch ist.
kaltschale 19.01.2019
3. 6 Minuten
Wow, 1981 wusste man das auch schon, nur 6 Min Differenz... interessant! Not.
Wow, 1981 wusste man das auch schon, nur 6 Min Differenz... interessant! Not.
DrStrang3love 26.05.2019
4.
Das ist bei Gasplaneten tatsächlich nicht so ganz einfach zu definieren, aus den von Ihnen genannten Gründen. Wenn Astronomen aber von der Rotationsperiode eines Gasplaneten reden, meinen sie in aller Regel (sofern nicht [...]
Zitat von betonklotzEine eindeutig definierte Rotationsgeschwindigkeit gibt es nur bei starren Körpern. Der Saturn ist aber ein Gasplanet. Bei solchen Himmelskörpern ist es normal, dass sie eine sog. differentielle Rottation aufweisen, d.h. verschiedene Bereiche des Körpers rotieren unterschiedlich schnell. Um mit der angegebenen Rotationsdauer etwas anfangen zu können braucht man die Angabe, auf welchen Teil des Saturn sich die Angabe bezieht. diese fehlt leider. Der verlinkte Originalartikel im astrophysical Journal hat mir da auch nicht weitergeholfen, weil er in diesem Punkt nicht präzise ist.
Das ist bei Gasplaneten tatsächlich nicht so ganz einfach zu definieren, aus den von Ihnen genannten Gründen. Wenn Astronomen aber von der Rotationsperiode eines Gasplaneten reden, meinen sie in aller Regel (sofern nicht anders spezifiziert) die Rotation dessen im Planeteninneren, was am ehesten als sowas wie eine Oberfläche gelten kann, was beim Saturn und Jupiter der Übergang vom gasförmigen zum zunächst flüssigen, metallischen Wasserstoff wäre (weswegen der Originalartikel, auf den ich gerade leider keinen Zugriff habe, das auch nicht präzisieren muss).
ty coon 19.01.2019
5.
Eine kurze Recherche bei der Wikipedia hat mich auf einen "Nature"-Artikel von 2015 gebracht. War also nix mit 1981. Aber naja, Sie haben recht, so eine Gaskugel bekommt man eigentlich nicht festgenagelt. Wofür [...]
Zitat von betonklotzEine eindeutig definierte Rotationsgeschwindigkeit gibt es nur bei starren Körpern. Der Saturn ist aber ein Gasplanet. Bei solchen Himmelskörpern ist es normal, dass sie eine sog. differentielle Rottation aufweisen, d.h. verschiedene Bereiche des Körpers rotieren unterschiedlich schnell. Um mit der angegebenen Rotationsdauer etwas anfangen zu können braucht man die Angabe, auf welchen Teil des Saturn sich die Angabe bezieht. diese fehlt leider. Der verlinkte Originalartikel im astrophysical Journal hat mir da auch nicht weitergeholfen, weil er in diesem Punkt nicht präzise ist.
Eine kurze Recherche bei der Wikipedia hat mich auf einen "Nature"-Artikel von 2015 gebracht. War also nix mit 1981. Aber naja, Sie haben recht, so eine Gaskugel bekommt man eigentlich nicht festgenagelt. Wofür interessiert man sich da? Für die Umlaufgeschwindigkeit am Äquator? Oder werden da alle bekannten Geschwindigkeiten gemittelt? Interessant wäre der Rotationsimpuls des Kerns, aber wie soll man den bestimmen? Wie auch immer, um zum eigentlichen Gehalt meines Posts zu kommen: Ich halte es für wenig seriös, hier mit Sekundenangaben zu arbeiten. Wissenschaftler lieben Zahlen und Genauigkeit, aber man sollte zumindest immer die Fehlerquote mit angeben oder gleich großzügiger runden. Eine 100,00 ist halt was anderes als eine 100. So wie beim Urknall. Erst hieß es, 13,7 Mrd. Jahre, jetzt sind es wohl doch eher 13,8 -- warum kann man nicht einfach "etwa 15 Milliarden Jahre" sagen? Die Erde sei 4,567 Mrd. Jahre alt, erzählt man uns. Das ist eine hübsche und leicht zu merkende Zahl, aber wow, auf eine Million Jahre genau? Kann man das glauben?

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