• Hinweise auf die Entstehungsgeschichte eines Himmelskörpers sind in dessen innerem Aufbau zu finden.
  • Die Planetenstruktur, zum Beispiel auf der Erde und dem Mars, untersuchen Forscherinnen und Forscher mit Hilfe seismologischer Messungen.
  • Beim Saturn spielen aber vor allem seine Ringe eine Rolle.

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Der Kern des Planeten Saturn ist wesentlich größer und diffuser als bislang angenommen. Das ergab die Analyse von Wellenausbreitungen in den Ringen des Riesenplaneten, wie zwei Wissenschaftler im Fachblatt "Nature Astronomy" berichten.

Die Messungen zeigen zudem, dass der Kern aus einem anderen Elementen-Mix besteht als bisher vermutet.

Messungen des Gravitationsfelds liefern Hinweise auf interne Struktur von Riesenplaneten

"Die besten Hinweise auf die interne Struktur der Riesenplaneten haben uns bislang Messungen ihres Gravitationsfelds geliefert", erläutern Christopher Mankovich und Jim Fuller vom California Institute of Technology in Pasadena.

Dazu vergleichen Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler die Flugbahn von Raumsonden in der Umgebung der Planeten mit Vorhersagen von Modellen des Aufbaus des Planeten.

"Diese Daten sind jedoch zwangsläufig besonders empfindlich bezüglich der äußeren Schichten eines Planeten, während Messungen der Masse und Kompaktheit des Kerns so kaum möglich sind."

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In Saturnringen breiten sich Wellen aus

Dank seines ausgedehnten Ringsystems bietet Saturn den Forschern jedoch eine weitere Möglichkeit zur Untersuchung der inneren Planetenstruktur: Messungen der US-amerikanischen Raumsonde Cassini, die von 2004 bis 2017 den Saturn umkreist hat, haben gezeigt, dass sich in den Ringen Wellen ausbreiten, die ihre Ursache in Schwankungen des Gravitationsfelds des Riesenplaneten haben.

Mankovich und Fuller haben die Daten von Cassini jetzt erneut ausgewertet, mit dem Gravitationsfeld von Saturn verknüpft und analysiert, welcher innere Aufbau mit den Beobachtungen kompatibel ist.

Kern des Saturns erheblich größer

Ihr Ergebnis ist überraschend: Demnach erstreckt sich der Kern über bis zu 60 Prozent des Planetenradius - damit ist er erheblich größer als bislang angenommen.

Hatten die Astronomen bislang vermutet, der Kern bestehe aus schweren Elementen und sei von einer klar abgegrenzten Hülle aus Wasserstoff und Helium umgeben, so müssen sie auch diese Vorstellung revidieren: Die Oszillationen der Saturnringe lassen sich nur erklären, wenn der Kern aus einem Gemisch von schweren Elementen mit Wasserstoff und Helium besteht, das sich graduell von innen nach außen ändert.

Der Übergang vom Kern zur Hülle findet also nicht an einer scharf definierten Grenze statt, sondern verläuft diffus.

Dieser innere Aufbau sei eine Herausforderung für die derzeitigen Modelle der Planetenentstehung, so Mankovich und Fuller. Er könne aber wertvolle Informationen darüber liefern, wie sich im jungen Sonnensystem der Kern von Saturn aus Gas, Staub und Gesteinsbrocken gebildet hat. (ff/dpa)

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