Neue Forschungsergebnisse deuten darauf hin, dass die ikonischen Ringe des Saturn und zwei seiner großen Monde – Titan und Hyperion – das Ergebnis einer katastrophalen Kollision zwischen zwei alten Protomonden vor Hunderten von Millionen Jahren sein könnten. Die im Planetary Science Journal veröffentlichten Ergebnisse stellen lang gehegte Annahmen über die Stabilität des Saturnsystems in Frage und bieten eine überzeugende Erklärung für sein unerwartet junges Alter.
Ein junges und unruhiges Saturnsystem
Seit Jahrzehnten rätseln Wissenschaftler über die relativ junge Entstehung der Saturnringe, deren Alter auf nur wenige hundert Millionen Jahre geschätzt wird. Angesichts der 4,5 Milliarden Jahre alten Geschichte des Planeten ist das überraschend jung. Das neue Modell geht davon aus, dass diese Jugendlichkeit keine Anomalie ist, sondern vielmehr ein Beweis für einen dramatischen Umbruch, der das gesamte System verändert hat.
Der Schlüssel zu dieser Theorie liegt in der eigentümlichen Umlaufbahn von Hyperion, einem kleinen, unregelmäßig geformten Mond, der in einer 4:3-Bahnresonanz mit Titan steht. Simulationen zeigen, dass sich Titan um etwa 4–5 % nach außen bewegt hat, seit die beiden gravitativ gebunden wurden. Dies deutet darauf hin, dass die aktuelle Konfiguration nicht ursprünglich ist, sondern das Ergebnis jüngster dynamischer Veränderungen.
Der verlorene Mond und Titans Wachstum
Das Forschungsteam unter der Leitung von Matija Ćuk vom SETI-Institut geht davon aus, dass zwischen Titan und Iapetus einst ein dritter mittelgroßer Mond namens „Proto-Hyperion“ existierte. Als sich Titans Umlaufbahn ausdehnte, geriet dieser zusätzliche Mond ins Chaos und kollidierte schließlich mit Titan.
Diese Kollision wäre kein Einzelfall gewesen. Es hätte eine seit langem bestehende Spin-Bahn-Resonanz zwischen Saturn und den Planeten gebrochen und die Neigung des Planeten verändert. Trümmer aus dem Einschlag könnten sich im heutigen Hyperion angesammelt haben, was seine geringe Dichte und poröse Schutthaufenstruktur erklärt.
Ringbildung und Systeminstabilität
Die Instabilität war nicht auf das äußere Saturnsystem beschränkt. Die Forscher vermuten, dass ein angeregter Titan die inneren Saturnmonde durch resonante Wechselwirkungen destabilisiert haben könnte. Durch Kollisionen und erneute Akkretion zwischen diesen Monden könnte das Material entstanden sein, das das heutige Ringsystem bildet. Dies verbindet das junge Alter der Ringe mit demselben Ereignis, das Hyperion schuf und das äußere System umgestaltete.
Beweise und zukünftige Tests
Unabhängige Beweise, einschließlich der Masse und Zusammensetzung der Ringe, deuteten bereits auf ein junges Alter hin. Das neue Modell liefert einen plausiblen Mechanismus für diese jüngste Aktivität. Die Simulationen des Teams zeigen, dass solche Kollisionen unter den richtigen Bedingungen häufig auftreten und dass die Folgen mit den beobachteten Bahnneigungen und Exzentrizitäten der Saturnmonde übereinstimmen.
„Hyperion, der kleinste der großen Saturnmonde, lieferte uns den wichtigsten Hinweis auf die Geschichte des Systems“, sagte Dr. Ćuk.
Zukünftige orbitale, geophysikalische und geologische Daten – insbesondere von Missionen, die auf die Saturnmonde abzielen – werden für die Prüfung dieses Szenarios von entscheidender Bedeutung sein. Die Autoren kommen jedoch zu dem Schluss, dass die Beweise zunehmend auf ein dynamisch aktives und relativ junges Saturnsystem hindeuten, das von jüngsten, dramatischen Ereignissen geprägt ist.
