Der Ringplanet, fotografiert am 4.August 1981 von Voyager 2. Die Entfernung betrug 21 Mio km. Das Bild zeigt zudem von links nach rechts die drei Saturnmode Tethys, Dione und Rhea. Der dunkle Punkt auf Saturn ist der Schatten von Tethys.

Objekt

Saturn

Mittlere Entf. Sonne

Durchmesser km

Gravitation

Gasriese

9,537 AE

116.464

10,44 m/s²

6. Planet d.Sonne

1.433 Mio.km

Achsneigung z. Bahn

Dichte kg/m³

3. äusserer Planet

79 Lichtminuten

26,73°

687

Monde

Sid.Umlauf Sonne

Sid Rotation

Fluchtgeschw. km/s

62

10.759,22d

10,5h

35,5

Saturn ist der 6. Planet der Sonne und der 3. äussere Planet von der Erde aus gesehen. Er ist nach Jupiter der zweitgrösste Wasserstoffgas-Riesenplanet. Er ist bekannt wegen seiner Ringe. Sein Name wurde der römischen Mythologie entlehnt, in der Saturn der Gott des Ackerbaus war. Der Planet Saturn ist mit blossem Auge sichtbar und war daher bereits im Altertum bekannt. Seine Ringe hingegen sind nur mit Ferngläsern zu sehen. Sie wurden erstmal 1610 von Galileo Galilei, der als erster ein Fernrohr zur Himmelsbeobachtung einsetzte, als Henkel an dem Planeten beschrieben. Im Jahr 1655 erkannte der niederländische Astronom Christiaan Huygens ihrer wahre Ringstruktur und 1675 fand Giovanni Domenico Cassini die grösste Lücke in den Ringen, die seither nach ihm Cassini-Teilung genannt wird.

Der Planet

Saturn ist ein Gasplanet der mit 96,2% vorwiegend aus Wasserstoff besteht. Der zweite grosse Gasanteil wird von Helium mit 3,25% gebildet. Die restlichen 0,55% verteilen sich auf Gase wie Methan, Ammoniak und Ethan. Diese Gase bilden unter steigendem, nach innen zunehmendem Druck zunächst eine flüssige Schale dann einen festen Körper aus metallischem Wasserstoff. Letzterem müssen etwa 25% silikatisches Gestein beigemischt sein. So gelangt man auf Saturns Dichte von 0,687g/cm³. Nach ebenfalls theoretischen Erwägungen vermuten die Physiker, dass der feste Kern etwa 47% seines Umfangs einnimmt. Als 'Oberfläche' des Planeten wird für die Ermittlung seines Durchmessers die Kugelhülle angenommen, bei der ein atmosphärischer Druck von 1bar herrscht. Sein mittlerer Durchmesser beträgt an dieser Grenze 1,43353 Milliarden km. Allerdings ist Saturn aufgrund seiner hohen Rotationsgeschwindigkeit an seinen Polen stark abgeplattet. Man könnte auch sagen, am Äquator ist er um 12.000 km dicker.

Saturns Masse ist nur 95 mal grösser als die der Erde, dafür würde die Erde etwa 764 mal in sein Volumen passen. Ein Flugkörper der Saturn verlassen möchte muss eine Geschwindigkeit von 35,5 km/s besitzen, was127.800 km /h entspricht. Würde der Flugkörper die Lichtgeschwindigkeit von 299.792,458 km/s erreichen, so käme er nach 1 Stunde und 18 Minuten Flugzeit bei der Sonne an. So lange benötigt auch das Sonnenlicht, bis es Saturn erreicht. Raumsonden wie Vojager und Cassini sind da etwas langsamer, sie benötigen je nach Umweg .. über Venus und andere Planeten an denen sie Schwung holen müssen, 5 bis 7 Jahre.

Saturn benötig für eine Umrundung der Sonne 29,457 Jahre, so dass er mit einer mittleren Geschwindigkeit von 9,69 km/s durch das Weltall sausen muss. Seine Bahnebene ist gegenüber der Bahnebene der Erde um 2,485° geneigt. Auf ihr steht die Drehachse des Planeten unter einem Winkel von 26,73°. Wie lange er benötigt um sich einmal um seine eigene Achse zu drehen ist schwer festzustellen, da er aus Gas besteht. Dieses bewegt sich nicht mit der gleichen Geschwindigkeit, wie der tiefer liegende feste Kern des Planeten. Schon bei dem Oberflächengas zwischen der Pol- und der Äquatorregion gibt es mit ca.30 Minuten Differenz , erhebliche Geschwindigkeitsunterschiede. Die NASA gibt eine Tageslänge von 10 Stunden 33 Minuten und 54 Sekunden an.

Seine Ringe

Das Ringsystem befindet sich in der Ebene des Äquators von Saturn. Erste Ringe sind bereits 6.500 km über Saturns Oberfläche zu finden, letzte sehr feine Ringe reichen bis zu einer Tiefe von bis zu 500.000 km in das All hinaus. Die Ringe sind in der Reihenfolge ihrer Entdeckung mit Buchstaben gekennzeichnet. So ergibt sich von innen nach aussen die Reihenfolge D-C-B-A-F-G-E. Ihre Breite liegt zwischen 50km beim F-Ring und 300.000km beim E-Ring. Die Höhe der Ringscheibe beträgt im B-Ring weniger als 100 m und im E-Ring 30.000km. Trotz dieser enormen Höhe wurde er zuletzt gefunden, den seine Dichte ist gering und seine Teilchen sind sehr klein. In den gut sichtbaren Ringen besitzen die Teile aus denen sie bestehen Korngrössen von einigen Zentimetern bis hin zu mehreren Metern. Wie oben erwähnt fand G.D.Cassini 1675 die erste Lücke in den Saturnringen. 1837 erkannte der aus Hamburg stammende Mathematiker und Astronom Johann Franz Encke eine weitere, 325km breite Lücke im A-Ring. Beide Teilungen wurden nach ihren Entdeckern benannt. Johann Gottfried Galle, ein Schüler von Encke, fügte dem Wissen um Saturns Ringe 1846 den C-Ring hinzu. Die weitere Entdeckungsgeschichte basiert auf modernen Instrumenten, bis hin zu den Raumsonden, von denen Cassini die vorerst letzte ist.

Wie das Ringsystem entstand ist bis heute ungeklärt auch wenn inzwischen sehr genaue Kenntnisse der Ringstruktur vorliegen. Es gibt zwei Erklärungsvarianten für das Ringsystem. Entweder aus der, in der Urscheibe des Sonnensystems vorliegenden Materie konnte sich wegen der Masse des gerade entstehenden Saturn kein Mond bilden, oder die Materie entstammt einem ehemaligen Mond, der Saturn zu dicht kam und zerrissen wurde. Eine dritte Annahme vereint beide vorherigen Theorien. Auch nach dem Flug der Sonde Cassini, welche die Ringstruktur zwischen F-und G-Ring durchflog, ist nicht letztendlich geklärt, aus welchem Material die Ringe bestehen. Messungen lassen in den äusseren Bereichen auf Wassereis als Hauptbestandteil schliessen aber bei den inneren Ringen herrschen Staubpartikel und Geröll vor. Cassini enthüllte zudem, dass die Ringe in tausende Unterringe zerlegt sind, die teilweise von radialen Wellen erschüttert werden. Zudem zeigte sich, dass die Ringe keine dauerhafte Struktur bilden sondern sich kontinuierlich verändern. Erst aus weiteren Messungen von Cassini und Berechnungen in Computern, welche die Einflüsse der grossen Saturnmonde sowie der kleinen in den Lücken beheimateten Monde berücksichtigen, wird sich in den nächsten Jahren ein genaueres Bild erarbeiten lassen, welche Dynamik in den Ringen wirkt.

Seine Monde

Im Jahr 2014 sind 62 Saturnmonde bekannt. Von diesen erreichen neun, grössere Durchmesser als 100km. Titan ist mit 2.575km Durchmesser sogar der zweitgrösste Mond des Sonnensystems. Er besitzt eine Atmosphäre und erhielt im Januar des Jahres 2005 einen Besuch der ESA Landesonde Cassini. Diese übermittelte Bilder seiner Oberfläche zur Erde. Alle anderen Monde zählen in den Bereich grosser Gesteinsbrocken bis hin zu fliegendem Kleinfelsen von 6-20km Durchmesser. Je dichter die Raumsonden an Saturn herankommen, desto mehr solcher Monde werden entdeckt. Die Astronomen fragen sich inzwischen, bis zu welchem Maß sie diese Brocken noch als Monde bezeichnen wollen. Vor allem in dem Ringsystem warten sicher noch weitere, bis hinunter zur Partikelgrösse von einigen Zentimetern. Bei den großen Monden ist man sich bis auf Phoebe sicher, dass sie zusammen mit Saturn entstanden. Bei den Monden die Saturn retrograd, also entgegen dessen Eigendrehsinn umfliegen nimmt man an, dass sie eher zu eingefangenen Kometen oder Asteroiden zählen. Bei einigen der fliegenden Kleinfelsen vermutet man sogar, dass es sich um Splitter der eingefangenen Asteroiden oder der regulären Monde handeln könnte, die nach Zusammenstössen mit anderen Asteroiden von diesen abgesprengt wurden.