Frank Spahn: Nichtlineare Dynamik in den Ringen der Gasplaneten
Alle Gasplaneten unseres Sonnensystems – Jupiter, Uranus, Neptun und Saturn – besitzen Ringe. Die Saturnringe sind davon seither die faszinierendsten. Die Cassini-Sonde hat sie erforscht.
Die Physik und Dynamik der Ringe des Saturn folgt den Regeln der nichtlinearen Dynamik. Die in den Ringen gefangenen Partikel umrunden den Saturn in Schwüngen von 10 Stunden Länge. Es handelt sich um Eiskristalle und Staubteilchen. Die Größe der Partikel reicht von Millimetern bis zur Größe einer Villa. In diese Ringe eingebettet – darauf beziehen sich die neuesten Forschungen – finden sich sogenannte „Moonlets“ (auch „Hirtenmonde“ oder „Möndchen“ genannt). Sie können groß sein wie ein Fußballplatz oder ein Wolkenkratzer. Sie besitzen so viel eigene Schwerkraft, dass sie den Raum um sich herum in den Ringen frei schaufeln. Das sieht so aus wie ein Propeller und sie heißen daher „Propellermonde“.
An diesen Propellermonden wie auch an der sehr feinen und unterschiedlichen Struktur der verschiedenen Ringe untersuchen die Astrophysiker nicht nur die Phänomene der nichtlinearen Dynamik, sondern sie erhalten wichtige Hinweise für die Entstehungsphase von Planeten und Milchstraßen. Solche Ringe oder Akkretionsscheiben haben nämlich alle massiven Körper, seien es Milchstraßen, Sonnen oder Planeten, in irgendeiner ihrer Lebensphasen.
Begegnung mit dem Astrophysiker Prof. Dr. Frank Spahn, Universität Potsdam.
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► Gigantische Stürme fegen Galaxien leer
In 1,5 Millionen Kilometer Entfernung zieht das Infrarot-Teleskop Herschel hinter unserem Planeten Erde dahin. Es ist stationär, weil es sich an einem Lagrange-Punkt aufhält, wo die Kräfte von Erde, Mond und Sonne einander gerade aufheben. Es beobachtet gewaltige Schockwellen von Jets, die aus der Mitte fusionierender Galaxien und von explodierenden Sternen ausgehen. Vor allem aber vermag es kühle Objekte zu beobachten, z.B. Planeten, die irdische Temperaturen aufweisen und sich um ferne Sonnen bewegen. Das Gas, das aus den Galaxien herausgeblasen wird, hat Geschwindigkeiten von bis zu 1 000 km pro Sekunde. Da, wo gigantische Stürme die Galaxien leerfegen, entstehen keine neuen Sonnen.
Dr. Eckhard Sturm über neueste Beobachtungen des Herschel-Teleskops.