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Astronomen haben neue Ringe und kleine Monde um Uranus entdeckt und überraschende Veränderungen in Satellitenumlaufbahnen um den riesigen Planeten gefunden.

Das Hubble Space Telescope der NASA fotografierte ein Paar bisher unbekannter Ringe. Der größte ist der doppelte Durchmesser der bisher bekannten Planetenringe. Die neuen Ringe sind so weit vom Planeten entfernt, dass sie Uranus 'zweites Ringsystem genannt werden.

Hubble entdeckte auch zwei kleine Satelliten. Man teilt seine Umlaufbahn mit einem der neu entdeckten Ringe. Überraschenderweise haben sich die Umlaufbahnen von Uranus 'Familie der inneren Monde im letzten Jahrzehnt signifikant verändert, wie die neuen Daten zeigen.

Zusammengenommen bedeuten die Entdeckungen, dass Uranus ein dicht gepacktes, sich schnell veränderndes und möglicherweise instabiles dynamisches System von umkreisenden Körpern hat.

"Die neuen Entdeckungen demonstrieren dramatisch, dass Uranus ein jugendliches und dynamisches System aus Ringen und Monden hat", sagt Mark Showalter vom SETI Institute. "Bis jetzt hatte niemand eine Ahnung, dass die Ringe dort waren, wir hatten kein Recht, sie zu erwarten."

Da erwartet wird, dass Staub in einer solchen Umlaufbahn durch Wegrollen abgereichert wird, müssen die Ringe kontinuierlich mit frischem Material aufgefüllt werden. Showalter und Mitarbeiter Jack Lissauer vom NASA Ames Research Center schlagen vor, dass der äußerste Ring von einem 12 Meilen breiten Begleit-Satelliten namens Mab aufgefüllt wird, den sie erstmals 2003 mit Hubble gesehen haben. Durch Meteoriteneinschläge wird Staub kontinuierlich von der Oberfläche von Mab abgestreift, und der Staub breitet sich dann zu einem Ring um Uranus aus.

Andere kleine Monde sind mit Ringen verbunden, darunter Amalthea bei Jupiter, Pan bei Saturn und Galatea bei Neptun.

Mabs Ring erhält bei jedem Aufprall einen frischen Staubstoß. Auf diese Weise "balanciert" die Natur die Bücher, indem sie den Ring mit neuem Staub versorgt, während sich älterer Staub fortbewegt oder in den Mond zurückschlägt, denkt man.

Showalter und Lissauer haben seit 1994 zahlreiche Änderungen an den Umlaufbahnen von Uranus 'inneren Monden gemessen.

"Dies scheint ein zufälliger oder chaotischer Prozess zu sein, bei dem es einen ständigen Austausch von Energie und Drehimpuls zwischen den Monden gibt", sagte Lissauer. "Die Veränderungen in den letzten zehn Jahren sind klein, aber das Chaos besteht darin, dass sich kleine Veränderungen exponentiell mit der Zeit aufbauen. Dies legt nahe, dass das gesamte System instabil ist."

Die Monde können in wenigen Millionen Jahren kollidieren, Lissauer Figuren.

Der vielleicht instabilste Mond ist der kleine Amor, dessen Umlaufbahn ihn innerhalb von 500 Meilen vom Mond Belinda bringt.

Showalter und Lissauer schlagen vor, dass ihre Entdeckung eines zweiten Rings, der näher am Planeten umkreist als der neue äußerste Ring, einen weiteren Beweis für die Kollisionsentwicklung des Systems liefert. Dieser Ring umkreist die Monde, hat aber keinen sichtbaren Körper, um ihn wieder mit Staub zu versorgen.

"Dieser Ring kann das verräterische Zeichen eines unsichtbaren Gürtel von Körpern ein paar Fuß bis ein paar Meilen groß sein", sagte Showalter. Er schlägt vor, dass die Kollisionsstörung eines Mondes in der Vergangenheit von Uranus den Trümmerring produziert haben könnte, den sie jetzt beobachten.

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