Saturns Ringe und Jahreszeiten

Saturn vom südlichen zum nördlichen Sommer.

Bildcredit und Bildrechte: Damian Peach/SEN

Beschreibung: Auf Saturn zeigen die Ringe die Jahreszeit an. Auf der Erde ist Mittwoch die Tagundnachtgleiche, an diesem Tag ist der Erdäquator direkt zur Sonne geneigt. Da Saturns große Ringe um den Äquator des Planeten rotieren, sind die Ringe – von der Sonne aus gesehen – am besten sichtbar, wenn Saturns Rotationsachse zur Sonne zeigt. Umgekehrt, wenn Saturns Rotationsachse zur Seite zeigt, findet ein Äquinoktium statt, und die von der Seite sichtbaren Ringe sind nicht nur von der Sonne, sondern auch von der Erde aus schwer erkennbar.

Bilder von Saturn, die zwischen 2004 und 2015 aufgenommen wurden, sind auf dieser Montage übereinandergelegt, um die Entwicklung des Riesenplaneten vom südlichen zum nördlichen Sommer zu zeigen. Letzten Monat war Saturn der Erde so nahe wie nur möglich. Diesen Monat ist der beringte Riese immer noch hell und einen Großteil der Nacht sichtbar.

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Saturn bei Nacht

Die Raumsonde zeigt 2 Tage vor ihrem letzten Tauchgang Saturns Nachtseite mit Ringen.

Bildcredit: NASA, JPL-Caltech, Space Science Institute, Mindaugas Macijauskas

Beschreibung: Schöne Teleskopansichten von Saturn, der am Nachthimmel des Planeten Erde noch hell leuchtet, sowie seinen prächtigen Ringen machen ihn oft zu einem Blickfang bei Teleskoptreffen. Doch diese atemberaubende Ansicht von Saturns Ringen und seiner Nachtseite ist für Teleskope unmöglich, wenn sie der Sonne näher sind als der äußere Planet. Sie können nur Saturns Tagseite zeigen.

Dieses Bild von Saturns schmaler sonnenbeleuchteter Sichel mit Nachtschatten, der auf sein breites, komplexes Ringsystem fällt, wurde von der Raumsonde Cassini fotografiert. Cassini, eine robotische Raumsonde vom Planeten Erde, war 13 Jahre lang im Saturnorbit unterwegs, ehe sie am 15. September 2017 in die Atmosphäre des Gasriesen eintauchte.

Dieses prächtige Mosaik entstand aus Bildern, die Cassinis Weitwinkelkamera nur zwei Tage vor dem finalen Tauchgang aufnahm. Saturns Nacht ist erst wieder zu sehen, wenn eine neue Raumsonde von der Erde kommt.

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Saturn und sechs Monde

Ringplanet Saturn mit sechs seiner größten Monde, darunter Titan und Iapetus.

Bildcredit und Bildrechte: Mohammad Ranjbaran; MR Dank: Amir Ehteshami

Beschreibung: Wie viele Monde hat Saturn? Bisher wurden 82 bestätigt, der kleinste davon misst nur den Bruchteil eines Kilometers. Dieses Kompositbild zeigt sechs seiner größten Monde. Das Bild besteht aus 13 kurz belichteten Aufnahmen des hellen Planeten und 13 lang belichteten Bildern der hellsten seiner blassen Monde. Sie alle wurden letzten Monat in einem Zeitraum von zwei Wochen aufgenommen.

Saturns größter Mond Titan ist größer als der Erdmond und sogar etwas größer als der Planet Merkur. Titan hat einen Durchmesser von 5150 Kilometern. Während er fotografiert wurde, wanderte er fast ganz um seinen heimatlichen Ringplaneten herum. 1655 wurde Titan als erster der natürlichen Begleiter Saturns von dem niederländischen Astronomen Christiaan Huygens entdeckt. Im Gegensatz dazu wurden 2019 mehrere kürzlich entdeckte Monde bekannt gegeben.

Die Spur ganz rechts gehört zu Iapetus, er ist der drittgrößte Saturnmond. Der Bahnradius des bemalten Iapetus ist so groß, dass hier nur ein Teil davon erfasst wurde.

Diesen Monat zieht Saturn vor Jupiter über den Nachthimmel. Bald nach Sonnenuntergang geht er im Südosten auf und bleibt bis zur Dämmerung sichtbar.

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Tanzende Polarlichter auf Saturn

Die Raumsonde Cassini zeigt Saturn mit Polarlichtern in Infrarot.

Bildcredit: NASA, Cassini, VIMS Team, U. Arizona, U. Leicester, JPL, ASI

Beschreibung: Wie entstehen Polarlichter auf Saturn? Um das herauszufinden, durchstöberten Wissenschaftler*innen Hunderte von Saturns Infrarotbildern, die von der Raumsonde Cassini zu anderen Zwecken aufgenommen wurden, um genügend Bilder von Polarlichtern zu finden, anhand derer sie Veränderungen vergleichen und Filme erstellen konnten.

Einige dieser Filme zeigen deutlich, dass sich Polarlichter auf Saturn nicht nur mit dem Winkel der Sonneneinstrahlung verändern, sondern auch mit der Rotation des Planeten. Weiters hängen einige Veränderungen der Polarlichter anscheinend mit Wellen in Saturns Magnetosphäre zusammen, die wahrscheinlich von Saturnmonden verursacht werden.

Dieses Falschfarbenbild wurde 2007 aufgenommen. Es zeigt Saturn in drei Bändern des Infrarotlichtes. Die Ringe reflektieren relativ blaues Sonnenlicht, während der Planet in vergleichsweise energiearmem Rot leuchtet. Ein Band eines Südpolarlichtes leuchtet grün.

Kürzlich wurde festgestellt, dass Polarlichter Saturns obere Atmosphäre aufheizen. Wenn wir Saturns Polarlichter besser verstehen, führt das auch zu einem besseren Verständnis der Polarlichter auf der Erde.

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Titan: Mond über Saturn

Dieses Mosaik vom Saturnmond Titan entstand aus Bildern, die 2012 von der Raumsonde Cassini fotografiert wurden.

Bildcredit: NASA, JPL-Caltech, Space Science Institute

Beschreibung: Wie der Erdmond ist auch Saturns größter Mond Titan in einer gebundenen Rotation gefangen. Dieses Mosaik aus Bildern der Raumsonde Cassini, die im Mai 2012 aufgenommen wurden, zeigt seine saturnabgewandte Seite, die immer vom beringten Gasriesen abgewandt ist.

Titan ist der einzige Mond im Sonnensystem mit einer dichten Atmosphäre. Außerdem ist er die einzige Welt im Sonnensystem außer der Erde, von der wir wissen, dass sich auf der Oberfläche stehende Flüssigkeitskörper befinden und es einen erdähnlichen Zyklus mit flüssigem Regen und Verdunstung gibt. Die hoch gelegene Dunstschicht des 5000 Kilometer großen Mondes, der hier vor Saturns Ringen und Wolkenoberflächen schwebt, ist auf Cassinis Ansicht gut erkennbar.

Nahe der Mitte befindet sich eine dunkle, von Dünen bedeckte Region, die Shangri-La genannt wird. Die Raumsonde Huygens, die mit Cassini kam, befindet sich nach der erdfernsten Landung einer Raumsonde links unter der Mitte.

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Saturnsichel

Saturn mit den Monden Mimas, Janus und Pandora als Sichel, fotografiert von der Raumsonde Cassini.

Bildcredit: NASA, ESA, SSI, Cassini Imaging Team

Beschreibung: Von der Erde aus zeigt Saturn niemals eine Sichelphase. Doch wenn man den majestätischen Riesenplaneten von einem Raumschiff aus betrachtet, kann man auch eine sonnenbeleuchtete Sichel sehen.

Dieses Bild der Saturnsichel in natürlichen Farben wurde 2007 von der Roboter-Raumsonde Cassini fotografiert. Es zeigt Saturns Ringe von der Seite der Ringebene, die gegenüber der Sonne liegt – die unbeleuchtete Seite – das ist noch eine Ansicht, die von der Erde aus nicht sichtbar ist.

Man sieht die dezenten Farben der Wolkenbänder, die komplexen Schatten der Ringe auf dem Planeten und den Schatten des Planeten auf den Ringen. Die Monde Mimas (auf 2 Uhr) und Janus (4 Uhr) sind als Lichtpunkte zu sehen, doch es ist eine wahre Herausforderung, Pandora (8 Uhr) zu finden.

Von der Erde aus ist die Saturnscheibe derzeit fast voll, und sie steht gegenüber der Sonne. Zusammen mit dem hellen Nachbar-Riesenplaneten Jupiter geht er am frühen Abend auf.

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Erde und Mond hinter den Saturnringen

2017 fotografierte die Raumsonde Cassini beim Blick durch die Ringe den Planeten Erde und ihren Mond.

Bildcredit: NASA, ESA, JPL-Caltech, SSI, Cassini Imaging Team; Bearbeitung und Lizenz: Kevin M. Gill

Beschreibung: Was sind diese Punkte zwischen den Saturnringen? Unsere Erde und ihr Mond.

Vor etwas mehr als drei Jahren, als der Planet Saturn vorübergehend die Sonne abdeckte, konnte die Roboter-Raumsonde Cassini ins innere Sonnensystem blicken. Dort erspähte sie Erde und Mond als winzige Nadelstiche aus Licht in einer Entfernung von etwa 1,4 Milliarden Kilometern.

Rechts im Bild liegt Saturns ARing, ganz rechts die breite Encke-Teilung, in der Mitte die schmälere Keeler-Teilung. Ganz links ist Saturns sich ständig verändernder F-Ring zu sehen. Aus dieser Perspektive wurde das Licht der Saturnringe großteils  nach vorne gestreut, daher erscheinen sie von hinten beleuchtet.

Nach mehr als einem Jahrzehnt der Forschung und Entdeckung ging 2017 der Treibstoff der Raumsonde Cassini zur Neige, daher wurde sie in die  Saturnatmosphäre gelenkt, wo sie sicherlich aufschmolz.

Galerie: Bilder der Venus-Merkur-Konjunktion 2020, die bei APOD eingereicht wurden
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Cassini nähert sich Saturn


Videocredit und Bildrechte: Cassini Imaging Team, ISS, JPL, ESA, NASA, S. Van Vuuren et al.; Musik: Adagio für Streicher (NY Philharmonic)

Beschreibung: Wie sieht es aus, wenn man sich Saturn in einem Raumschiff nähert? Das muss man sich nicht bloß vorstellen – die Raumsonde Cassini tat das 2004. Sie fotografierte auf dem Weg Tausende Bilder und Hunderttausende weitere nach dem Eintritt in den Orbit. Manche von Cassinis frühen Bildern wurden digital justiert und beschnitten und zu diesem faszinierenden Video verarbeitet, das Teil eines größeren IMAX-Filmprojektes mit der Bezeichnung „In Saturns Ringen“ ist, und an dem noch gearbeitet wird.

Im letzten Abschnitt der Annäherung ragt Saturn zunehmend größer auf, während unten der wolkige Titan vorbeizischt. Während Saturn im Hintergrund rotiert, sieht man, wie Cassini als Nächstes über Mimas fliegt, dessen riesiger Krater Herschel deutlich sichtbar ist. Saturns majestätische Ringe übernehmen dann die Schau, als Cassini Saturns dünne Ringebene durchquert. Die Ringe werfen dunkle Schatten auf Saturn. Schließlich taucht in der Ferne der rätselhafte Mond Enceladus mit seinen Eis-Geysiren auf und nähert sich am Ende des Videoclips.

Nach mehr als einem Jahrzehnt der Forschung und Entdeckung ging der Treibstoff der Raumsonde Cassini im Jahr 2017 zur Neige, und sie wurde in die Saturnatmosphäre gelenkt, wo sie mit Sicherheit geschmolzen ist.

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Cassini zeigt die Farben von Saturn

Cassini zeigt die natürlichen Farben des Ringplaneten Saturn; Ein Klick auf das Bild lädt die höchstaufgelöste verfügbare Version.

Bildcredit: NASA, ESA, JPL, ISS, Cassini Imaging Team; Bearbeitung und Lizenz: Judy Schmidt

Beschreibung: Wie entstehen Saturns Farben? Dieses Bild von Saturn verstärkt nur leicht, was ein Mensch sehen würde, wenn er in der Nähe der Ringwelt schweben würde. Das Bild wurde 2005 von der Roboter-Raumsonde Cassini aufgenommen, die 2004 bis 2017 um Saturn kreiste.

Die majestätischen Ringe Saturns sieht man direkt nur als Linie, die – teils wegen ihres infraroten Leuchtens – braun erscheint. Die Ringe zeigen ihre komplexe Struktur am besten in den dunklen Schatten, die sie auf den oben Teil des Planeten werfen. Saturns Nordhalbkugel kann – wie auch der Himmel der Erdeteilweise blau erscheinen, und zwar aus dem gleichen Grund: Moleküle in den wolkenlosen Anteilen beider Atmosphären streuen blaues Licht besser als rotes.

Wenn wir jedoch tief in Saturns Wolken hineinblicken, überwiegt der natürliche goldene Farbton von Saturns Wolken. Es ist nicht bekannt, warum der südliche Saturn nicht den gleichen blauen Farbton aufweist. Eine Hypothese besagt, dass die Wolken dort höher hinauf reichen. Es ist auch nicht bekannt, warum einige von Saturns Wolken goldfarben sind.

Aktivitäten: NASA-Wissenschaft zu Hause
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Raumsonde Cassini kreuzt Saturns Ringebene

Siehe Beschreibung. Saturn mit Ringschatten und Monden. Ein Klick auf das Bild lädt die höchstaufgelöste verfügbare Version.

Bildcredit: NASA, ESA, JPL, ISS, Cassini Imaging Team; Bearbeitung: Fernando Garcia Navarro

Beschreibung: Wenn das Saturn ist, wo sind dann die Ringe? Als 1612 Saturns „Anhänge“ verschwanden, verstand Galileo nicht, warum. Später in diesem Jahrhundert erkannte man, dass Saturns ungewöhnliche Ausstülpungen Ringe waren, und dass die von der Kante sichtbaren Ringe zu verschwinden scheinen, wenn die Erde die Ringebene kreuzt. Der Grund dafür ist, dass Saturns Ringe auf eine Ebene begrenzt sind, die im Verhältnis viel dünner ist als eine Rasierklinge.

In der Neuzeit kreuzte die Roboter-Raumsonde Cassini, die Saturn umrundete, während ihrer Mission, die von 2004 bis 2017 dauerte, häufig Saturns Ringebene. Der interessierte spanische Amateur Fernando Garcia Navarro suchte eine Serie an Bildern von Überquerungen der Ringebene im Februar 2005 aus dem riesigen Onlinearchiv an Cassini-Rohbildern heraus. Das eindrucksvolle Ergebnis – digital beschnitten und repräsentativ eingefärbt – wird hier präsentiert.

Saturns dünne Ringebene erscheint blau, Bänder und Wolken in Saturns oberer Atmosphäre leuchten golden. Details der Saturnringe sind in den hohen dunklen Schatten im oberen Teil des Bildes erkennbar, das 2005 fotografiert wurde. Die Monde Dione und Enceladus wirken wie Beulen in den Ringen.

Freier Vortrag: APOD-Herausgeber zeigt am 3. Januar in NYC die besten Astronomiebilder von 2019 und des ganzen Jahrzehnts.
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Hoags Objekt: Eine fast perfekte Ring-Galaxie

Siehe Erklärung. Ein Klick auf das Bild lädt die höchstaufgelöste verfügbare Version.

Bildcredit: NASA, ESA, Hubble; Bearbeitung: Benoit Blanco

Beschreibung: Ist das eine Galaxie, oder sind es zwei? Diese Frage tauchte 1950 auf, als der Astronom Arthur Hoag zufällig über dieses ungewöhnliche extragalaktische Objekt stolperte. Außen verläuft ein Ring, der von hellen blauen Sternen durchzogen ist, während in der Mitte eine Kugel mit röteren, wahrscheinlich viel älteren Sternen liegt. Dazwischen klafft eine Lücke, die fast ganz dunkel erscheint.

Wie Hoags Objekt mitsamt seinem fast perfekt runden Ring aus Sternen und Gas entstand, ist nicht bekannt. Zu den Entstehungshypothesen zählt eine Galaxienkollision vor Milliarden Jahren sowie der Gravitationseffekt eines Zentralbalkens, der in der Zwischenzeit verschwunden ist.

Dieses Foto wurde mit dem Weltraumteleskop Hubble aufgenommen und kürzlich mithilfe eines KI-Algorithmus zur Rauschreduktion neu bearbeitet. Beobachtungen in Radio-Wellenlängen lassen vermuten, dass Hoags Objekt in den letzten Milliarden Jahren keine kleinere Galaxie aufgenommen hat.

Hoags Objekt ist ungefähr 100.000 Lichtjahre groß und liegt etwa 600 Millionen Lichtjahre entfernt im Sternbild Schlange (Serpens). Rechts sind viele weit entfernte Galaxien zu sehen, und zufällig sieht man in der Lücke auf ungefähr sieben Uhr eine noch weiter entfernte Ringgalaxie.

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