Die eisigen Ringe des Saturns heizen wahrscheinlich seine Atmosphäre auf und verleihen ihr einen ultravioletten Glanz.

Die Ringe, die Saturn zu einem spektakulären Anblick machen, heizen wahrscheinlich seine Atmosphäre auf und lassen sie bei Ultraviolettwellenlängen leuchten.

Forscher haben einen Überschuss an Ultraviolett-Emissionen auf der Nordhalbkugel von Saturn entdeckt, die von Wasserstoffatomen stammen. Die Emission, bekannt als Lyman-Alpha-Strahlung, ist wahrscheinlich das Ergebnis von Wasser-Eis, das Wasserstoff enthält, das in die Atmosphäre von den Ringen des Planeten fällt, schlagen die Forscher am 30. März im Planetary Science Journal vor.

Die Entdeckung einer ähnlichen Emission von einer weit entfernten Welt könnte irgendwann zur Entdeckung eines Saturn-ähnlichen Planeten führen, der um einen anderen Stern kreist.

Der Schlüssel zur Entdeckung kam, nachdem zwei Raumsonden - das Hubble-Weltraumteleskop und Cassini - im Jahr 2017 gleichzeitig Saturn beobachteten, kurz bevor Cassini in die Atmosphäre des Planeten stürzte, sagt Lotfi Ben-Jaffel, ein Astrophysiker am Institut d'Astrophysique de Paris.

Dies ermöglichte es Ben-Jaffel und Kollegen, die Ultraviolett-Detektoren auf diesen Raumfahrzeugen sowie Detektoren auf Voyager 1 und 2, die im Jahr 1980 und 1981 an Saturn vorbeiflogen, und dem International Ultraviolet Explorer, einem erdumlaufenden Satelliten, der auch Saturn beobachtete, zu kalibrieren. Der Vergleich dieser ultravioletten Beobachtungen ergab einen Bereich von zusätzlicher Lyman-Alpha-Strahlung, der sich über 5 bis 35° nördlicher Breite auf Saturn erstreckte.

Die Erklärung der Forscher für das zusätzliche ultraviolette Leuchten ist plausibel, sagt Paul Estrada, ein Planetenforscher am Ames Research Center der NASA in Moffett Field, Kalifornien, der nicht an der neuen Arbeit beteiligt war.

"Wir wissen, dass Material von den Ringen herunterfällt", sagt er, weil Cassini es während der spiralförmigen Annäherung an Saturn erkannt hat (SN: 12/14/17). "Die Ringe bestehen im Wesentlichen aus Wasser-Eis. Es könnte die Quelle des atomaren Wasserstoffs sein", der Lyman-Alpha-Strahlung emittiert, die von den Forschern entdeckt wurde.

Wenn eisige Ringpartikel in die Atmosphäre von Saturn fallen, tragen sie kinetische Energie mit sich. "Sie müssen diese Energie an das umgebende Gas abgeben", sagt Ben-Jaffel, und diese Energie heizt die Atmosphäre auf. Wenn die eisigen Partikel verdampfen, geben sie zusätzliche Energie frei, die die Atmosphäre weiter aufheizt und bei UV-Wellenlängen zum Leuchten bringt. Die Forscher vermuten, dass die Emission auch auf der Südhalbkugel des Planeten zu sehen ist.

Alle vier Gasriesen unseres Sonnensystems haben Ringe, aber nur Saturns Ringe sind so hell und schön. Astronomen wissen noch nicht, ob einige der tausenden von Welten, die um andere Sterne gefunden wurden, Ringe haben, die ebenso prächtig sind.

Die neue Entdeckung könnte Astronomen helfen, solche spektakulär umringten Welten zu identifizieren, falls sie existieren. Zukünftige Planetenjäger könnten nach dem charakteristischen Ultraviolett-Leuchten der Lyman-Alpha-Strahlung suchen, sagt Ben-Jaffel, und anschließende Beobachtungen könnten dann die Existenz der Ringe bestätigen.