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Der Saturn
Der Saturn ist der sechste Planet des Sonnensystems und mit einem Äquatordurchmesser von etwa 120.500 Kilometern (9,5-facher Erddurchmesser) nach Jupiter der zweitgrösste. Wegen seines schon im kleinen Fernrohr sichtbaren Ringes wird er oft auch der Ringplanet genannt.
Allgemeines
Saturn ist nach Jupiter der zweitgrösste Planet im Sonnensystem. Er bewegt sich in annähernd doppeltem Jupiterabstand (9,54 AE) um die Sonne und benötigt für einen Umlauf fast 30 Jahre; dabei rückt er bis auf 1,35 Milliarden km (9,0 AE) an die Sonne heran und kann sich bis auf 1,51 Milliarden km (10,07 AE) von ihr entfernen. Bis ins späte 18. Jahrhundert galt Saturn als der Planet am Rande des Sonnensystems eine Rolle, die er erst mit der Entdeckung des Uranus 1781 verlor.
Saturn und Erde im Grössenvergleich (Quelle: NASA)
Saturn fällt vor den Hintergrundsternen durch sein ruhiges, gelbliches Licht auf. Da er sich aufgrund seines grossen Sonnenabstands nur vergleichsweise langsam vor diesem Hintergrund bewegt, kann man eine deutliche Positionsveränderung oft erst über einen Zeitraum von ein oder zwei Wochen erkennen. Durch die langsame Wanderung hat Saturn nach einem Jahr gegenüber der Erde lediglich einen "Vorsprung" von gut 120, und so beträgt seine synodische Umlaufzeit (die Zeit von einer Opposition zur nächsten) nur 378 Tage - nach dieser Zeit hat die schnellere Erde auf der Innenbahn den Saturn einmal überrundet.
Gut drei Monate vor der Opposition verlangsamt Saturn seine ostwärts gerichtete Bewegung, wird etwa vier Wochen später bei einem Winkelabstand von rund 1100 westlich der Sonne stationär und anschliessend rückläufig und wandert dann in den folgenden knapp 4,5 Monaten um rund 70 in westlicher Richtung zurück, bis er nunmehr rund 1100östlich der Sonne erneut innehält und danach wieder rechtläufig weiterzieht.
Während einer (mittleren) Opposition schrumpft der gegenseitige Abstand zwischen Saturn und Erde auf etwa 1,28 Milliarden km, steigt der Winkeldurchmesser des Planetenscheibchens im Fernrohr auf immerhin knapp 20". Die Helligkeit des Planeten hängt aber weniger von der wechselnden Oppositionsdistanz ab als vielmehr von der Achsneigung des Saturn relativ zur Erde: Blicken wir nämlich nahezu seitlich auf die Äquatorebene des Planeten, bleibt seine Helligkeit bei etwa 0,5 Grössenklassen "stehen"; sieben Jahre später dagegen, wenn Saturn um 900 weitergezogen ist, erscheint er um fast eine Grössenklasse heller, und selbst dann, wenn er einen halben Umlauf später durch den sonnenfernsten Bahnpunkt zieht, erreicht er noch die -0. Grössenklasse.
Die wechselnden Ansichten der Saturnringe erklären auch das zuvor beschriebene, reichlich absonderlich wirkende Helligkeitsverhalten von Saturn. Diese Ringe befinden sich nämlich in der Aequatorebene des Planeten und präsentieren sich etwa alle 14,75 Jahre in Kantenstellung: Dann blicken wir seitlich auf die extrem dünnen Ringe, während das Sonnenlicht meist noch unter einem extrem flachen Winkel auf die Ober- oder Unterseite der Ringe trifft und die Ringkante selbst dunkel erscheint. In der "Halbzeit" dazwischen wendet Saturn uns dagegen abwechselnd seine Nord- beziehungsweise Südhalbkugel zu (die Saturnachse ist um rund 270 gegen die Bahnebene geneigt), und wir schaün von schräg oben oder unten auf die Saturnringe. Aus den Helligkeitsunterschieden lässt sich übrigens ableiten, dass die Saturnringe dann mehr Sonnenlicht reflektieren als die Planetenkugel selbst.
Quelle: NASA
Im Jahre 1785 zeigte der französische Mathematiker Pierre Simon de Laplace, dass die Saturnringe keine festen Scheiben sein konnten: Da die inneren Ringzonen den Planeten aufgrund der Gesetze der Himmelsmechanik wesentlich schneller umrunden müssen als die äusseren, würde eine starre Scheibe solchen Ausmasses einfach zerfetzt; immerhin misst die Strecke zwischen Innen- und Aussenrand des "klassischen" Ringsystems mehr als 46 000 km. Dank der "Nahaufnahmen" der Voyager-Sonden wissen wir heute, dass diese klassische Aufteilung in A-, B- und C-Ring (der C-Ring wurde 1848 entdeckt) nur durch die grosse Entfernung vorgetäuscht wird: In Wirklichkeit gibt es Tausende von Einzelringen, die möglicherweise einer dauernden Veränderung unterliegen, und Radarbeobachtungen haben gezeigt, dass diese Einzelringe aus zahllosen eisüberkrusteten Gesteinsklumpen bestehen, die jeder auf seiner eigenen Bahn den Saturn umrunden; dabei gehören Brocken von der Grösse eines Einfamilienhauses eher zu den Ausnahmen - die meisten sind kleiner als ein Auto, bis herunter zu Kieselsteingrösse und blossen Staubkörnern.
Saturn gehört wie Jupiter zu den Gasriesen im Sonnensystem. Sein Durchmesser beträgt 120 536 km und ist damit nur um rund ein Fünftel kleiner als bei Jupiter, sein Volumen liegt entsprechend bei rund 60 Prozent der Jupiterkugel; dennoch enthält Saturn lediglich ein Drittel der Jupitermasse, muss also eine noch geringere mittlere Dichte aufweisen. Mit 690 kg/m3 liegt sie noch deutlich unter der von Eis, so dass Saturn auf einem genügend grossen Ozean wie ein überdimensionaler Eisberg schwimmen würde.
Die geringe Dichte ist mit dafür verantwortlich, dass Saturn noch stärker abgeplattet ist als Jupiter (der Poldurchmesser ist um rund 10 Prozent kleiner als der Aequatordurchmesser); allerdings dreht Saturn sich auch nur geringfügig langsamer als sein grösserer Bruder: Die wenigen erkennbaren Wolkenstrukturen wandern etwa alle 10 Stunden 14 Minuten über den Zentralmeridian. Umso überraschter waren die Forscher, als sie aus periodischen Schwankungen des Magnetfeldes eine mehr als 30 Minuten längere Rotationsdaür bestimmen konnten. Offenbar toben in der oberen Saturnatmosphäre ostwärts gerichtete Stürme mit einer Geschwindigkeit von bis zu 1500 km/h. Der grössere Abstand zur Sonne und die dadurch geringere Aufwärmung lässt die Saturnwolken in grösserer Tiefe auskondensieren; darüber reicht die Gasdichte dann noch für eine Dunstschicht, die viele Details verschleiert.
Seit die amerikanischen Voyager-Sonden 1980 und 1981 an Saturn vorbeigezogen sind, kennen wir bei Saturn mehr Monde als bei Jupiter; 18 sind derzeit gesichert.
Unter ihnen ist Titan mit einem Durchmesser von 5 150 km der grösste, gefolgt von Rhea mit 1 530 km und Lapetus mit 1420 km; auch Tethys und Dione sind noch mehr als 1000 km) gross, während die übrigen weniger als 500 km Durchmesser besitzen, manche sogar nur ein paar dutzend Kilometer gross sind. Während Titan (als einziger Mond im Sonnensystem) von einer dichten Atmosphäre umgeben ist, die den Blick auf die Oberfläche versperrt, zeigen die übrigen Saturnmonde das übliche, von zahllosen Einschlagkratern geprägte Aussehen. Ihre vergleichsweise grosse Helligkeit lässt den Schluss zu, dass die Mondoberflächen viel Eis enthalten und daher das auftreffende Sonnenlicht viel stärker reflektieren als zum Beispiel die Oberfläche des Erdmondes.
Saturns Anblick im Fernrohr wird naturgemäss von der Erscheinung der Ringe beherrscht. Bei weiter Ringöffnung ist die Cassini-Teilung mit einem Fernrohr von 8 bis 10 cm Öffnung und entsprechend starker Vergrösserung zu erkennen, aber auch in einem kleineren Teleskop wird man sehen, dass der äussere Teil des Ringsystems weniger hell ist als der innere. Ausschau halten sollte man auch nach dem Schatten der Ringe auf dem Saturn, der allerdings eher bei mittleren und kleinen Ringöffnungen sichtbar wird, sowie nach dem Schatten des Planeten auf den Ringen, der am stärksten um die Zeit der Quadratur in Erscheinung tritt, wenn Saturn 900 östlich oder westlich der Sonne steht und wir am weitesten "seitlich" an Saturn vorbeiblicken.