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Woraus bestehen Planetenringe?

Planeten wie der Saturn sind mit ihren Ringen schön anzusehen. Genauso interessant wie die Frage nach ihrer Entstehung, ist die Frage danach, woraus sie eigentlich bestehen.

Planet mit Planetenringen
Haben Planeten Ringe , verrät das viel über die stürmische Frühgeschichte der Himmelskörper. © imago images / Imaginechina-Tuchong

Manche Planeten besitzen Ringe, andere wiederum nicht. Nicht nur ist die Frage danach, wie sie entstanden sind, bis heute nicht eindeutig geklärt. Auch aus was sie bestehen, kann von Astronom:innen nur wage vermutet werden. Um herauszufinden, aus was die Planetenringe bestehen, gibt es allerdings Methoden.

Die Ringe der Planeten in unserem Sonnensystem

Bereits Galileo Galilei hat sie erkannt: Als er in einer klaren Juli-Nacht des Jahres 1610 mit seinem Teleskop in den Himmel schaute, entdeckte er seltsame Strukturen um den Saturn. Auch wenn es sich bis dahin keiner vorstellen konnte, so ging Galilei als erster Astronom davon aus, dass der Saturn einen Ring habe.

Mit einem modernen Teleskop sind nicht nur einer, sondern acht Ringe zu erkennen. Das Ringsystem des Saturn gilt als prominentestes Beispiel für Planetenringe im Universum. Das liegt vermutlich auch daran, weil wir sie sehen und studieren können.

Dabei ist der Saturn nur einer von vier Planeten in unserem Sonnensystem, der Ringe hat. Jupiter, Neptun und Uranus haben ebenfalls Ringe, nur können Wissenschafter:innen nur schwer an diese herankommen.

Neptun
Auf diesem Bild sind die Ringe des Neptun nachgezeichnet. Sie sind weitaus dunkler und schwerer zu erkennen als die Ringe des Saturn. © imago images / StockTrek Images

Mosaik aus Milliarden Teilchen

Mit einem Blick auf die Saturnringe sieht es so aus, als seien es gleißende Scheiben im Weltall, auf denen man spazieren könnte. Tatsächlich aber bestehen die Ringe der Planeten unseres Sonnensystems aus Milliarden kleiner Partikel. Manche sind so groß wie Sandkörner, andere wiederum größer als ein mehrstöckiges Bürogebäude.

Aus was diese Teile bestehen, ist wiederum von Planet zu Planet unterschiedlich. Auch die Größe der einzelnen Ringe hängt vom jeweiligen Planeten ab. Astronom:innen können so zum Beispiel erklären, warum die Ringe des Saturn für uns sichtbar sind, während die des Neptun nahezu unsichtbar bleiben.

Woraus die Ringe der Planeten bestehen

Um herauszufinden, aus welchen Bestandteilen Planetenringe bestehen, setzen Forschende auf eine besondere Methode. Alle Objekte im Universum mit wechselndem Magnetfeld, wie etwa Planeten oder Satelliten, erzeugen Radiowellen.

Passieren solche Radiowellen die Ringe eines Planeten, werden diese Wellen durch die im Ring enthaltenden Partikel unterschiedlich beeinflusst. Je nach Größe und Gewicht, können diese Abweichungen größer und kleiner ausfallen.

Zeigen die Radiosignale, dass Objekte innerhalb eines Ringes besonders schwer sind, könnte es sich hierbei um Eisen handeln. Leichtere Objekte könnten dann zum Beispiel aus weniger dichten Materialien wie Aluminium bestehen.

Außerdem können Astronom:innen an den Messdaten ablesen, wie reflektierend das Material im Innern solcher Ringe ist. Auch daraus lassen sich die Bestandteile abschätzen.

Saturnringe in bunt
Anhand von Radiowellenmessungen kann wie hier am Saturn die Zusammensetzung der Ringe studiert werden. © NASA/JPL

Aus diesen Elementen bestehen die Ringe der Planeten unseres Sonnensystems:

  • Saturn: Anhand der Daten der Cassini-Raumsonde zeigte sich, dass die meisten auch größeren Partikel des Saturn viel Licht abgeben. Daher kamen Wissenschaftler:innen zu dem Schluss, dass die meisten Partikel aus Wassereis bestehen müssen, die das Sonnenlicht reflektieren.
  • Jupiter: Die Ringe des größten Planeten unseres Sonnensystems bestehen aus feinen Staubpartikeln. Im Gegensatz zu Saturn bestehen diese Partikel aber größtenteils aus Stein und Felsmonden. Sie reflektieren auch viel weniger Licht, wodurch sie selbst mit modernsten Methoden ausgemacht werden können.
  • Uranus: Der Uranus ist viel weiter von der Sonne entfernt als Saturn und Jupiter. Bis heute wissen Astronom:innen nur, dass der Uranus Ringe hat. Eine Theorie besagt, dass seine Ringe aus auf Kohlenstoff basierenden Partikeln bestehen.
  • Neptun: Er ist der äußerste Planet unseres Sonnensystems. Es wird davon ausgegangen, dass die Ringe des Neptun aus noch feinerem Staub sind. Sie sollen aus Kohlenstoff und Methaneis bestehen.

Im Lichte betrachtet

Das reflektierte Licht der Planetenringe liefern ebenfalls wichtige Erkenntnisse. Nicht nur das Wassereis kann auf Grund seiner Helligkeit gefunden werden. Das Licht hilft der Astronomie in allen Spektren, die Zusammensetzung der Ringe zu verstehen.

Bisher gibt es aber lediglich von den Ringen des Saturn Aufnahmen in mehreren Spektralbereichen. So konnten Astronom:innen anhand des hellroten Lichtes erkennen, dass das Ringsystem des Saturn auch eisenhaltig ist und sogar organische Stoffe aufweist.

In Zukunft könnte das James Webb-Weltraumteleskop auch die Ringe von Jupiter, Uranus und Neptun aufspüren und seine Geheimnisse entschlüsseln. Die Lichtspektren der anderen Ringsysteme im Sonnensystem könnten so in Erscheinung treten. Planetenringe behalten noch heute viele Geheimnisse für sich, die Astronom:innen bald zu lüften hoffen.

Quellen: NASA.gov, Space.com, eigene Recherche

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