Das Ringsystem

Der Nachweis, dass Neptun einen oder mehrere Ringe hat, entstand Mitte der 1980er Jahre, als stellare Bedeckungsstudien von der Erde gelegentlich einen kurzen Helligkeitsabfall des Sterns zeigten, kurz bevor oder nachdem der Planet vor ihm vorbeigezogen war. Da Einbrüche nur in einigen Studien und niemals symmetrisch auf beiden Seiten des Planeten beobachtet wurden, kamen die Wissenschaftler zu dem Schluss, dass alle vorhandenen Ringe Neptun nicht vollständig umkreisen, sondern die Form von Teilringen oder Ringbögen haben.

Neptuns Ringsystem's ring system
Neptuns Ringsystem

Neptuns Ringsystem, aufgenommen von Voyager 2 in zwei langzeitbelichteten Hintergrundbildern, die einige Stunden nach der nächsten Annäherung der Raumsonde an den Planeten im August 1989 aufgenommen wurden. Die beiden hellsten Ringe sind Adams, der äußerste Ring des Systems, und Le Verrier. Auf halber Strecke von und nach Le Verrier breitet sich der diffuse Ring Lassell aus, dessen etwas hellerer äußerer Rand den Ring Arago bildet. Der innerste Ring, Galle, erscheint als schwaches diffuses Band zwischen Le Verrier und dem überbelichteten Halbmond von Neptun. Adams ‚helle Bögen fehlen im kombinierten Bild, da sie sich auf der gegenüberliegenden Seite des Planeten befanden, als die separaten Fotos aufgenommen wurden.

Jet Propulsion Laboratory / National Aeronautics and Space Administration

Bilder von Voyager 2 enthüllten jedoch ein System von sechs Ringen, von denen jeder Neptun vollständig umgibt. Die vermeintlichen Bögen entpuppten sich als helle Regionen im äußersten Ring namens Adams, wo die Dichte der Ringpartikel besonders hoch ist. Obwohl Ringe auch jeden der anderen drei Riesenplaneten umkreisen, zeigt keiner die auffallende Klumpigkeit von Adams. Die Bögen befinden sich innerhalb eines 45 ° -Segments des Rings. Die bekanntesten sind Courage, Liberté, Egalité 1, Egalité 2 und Fraternité. Sie reichen von etwa 1.000 km (600 Meilen) bis zu mehr als 10.000 km (6.000 Meilen). Obwohl der Mond Galatea, der nur planetwärts vom inneren Rand von Adams umkreist, gravitativ mit dem Ring interagieren kann, um Ringpartikel vorübergehend in solchen bogenförmigen Regionen einzufangen, Kollisionen zwischen Ringpartikeln sollten schließlich das konstituierende Material relativ gleichmäßig um den Ring verteilen. Folglich wird vermutet, dass das Ereignis, das das Material für Adams rätselhafte Bögen lieferte — vielleicht das Auseinanderbrechen eines kleinen Mondes — innerhalb der letzten tausend Jahre stattfand.Den anderen fünf bekannten Ringen Neptuns – Galle, Le Verrier, Lassell, Arago und Galatea, in der Reihenfolge zunehmender Entfernung vom Planeten — fehlt die Ungleichmäßigkeit der Dichte, die Adams zeigt. Le Verrier, die etwa 110 km (70 Meilen) in radialer Breite ist, ähnelt stark den nonarc Regionen Adams. Ähnlich wie die Beziehung zwischen dem Mond Galatea und dem Ring Adams umkreist der Mond Despina Neptun nur planetwärts des Rings Le Verrier. Jeder Mond kann Partikel nahe dem inneren Rand seines jeweiligen Rings gravitativ abstoßen und als Hirtenmond wirken, um zu verhindern, dass sich Ringmaterial nach innen ausbreitet. (Für ausführlichere Behandlungen von Hirteneffekten siehe Saturn: Monde: Orbital- und Rotationsdynamik; Uranus: Das Ringsystem.Galle, der innerste Ring, ist viel breiter und schwächer als Adams oder Le Verrier, möglicherweise aufgrund des Fehlens eines nahen Mondes, der einen starken Hirteneffekt bieten könnte. Lassell besteht aus einem schwachen Plateau aus Ringmaterial, das sich von Le Verrier etwa auf halbem Weg nach Adams nach außen erstreckt. Arago ist der Name, der verwendet wird, um eine schmale, relativ helle Region am äußeren Rand von Lassell zu unterscheiden. Galatea ist der Name, der allgemein verwendet wird, um sich auf einen schwachen Ring aus Material zu beziehen, der sich entlang der Umlaufbahn des Mondes Galatea ausbreitet. Die Eigenschaften der Ringe sind in der Tabelle zusammengefasst.

Rings of Neptune
name distance from centre of planet (km) observed width (km)
Galle 41,900 2,000 indistinct edges
Le Verrier 53,200 110 flanked at inner edge by moon Despina
Lassell 55,200 4,000 bounded by rings Le Verrier and Arago
Arago 57,200 weniger als 100 etwas hellere Außenkante des breiten Lassell-Rings
Galatea 61.950 weniger als 100 Co-Orbital mit Mond Galatea
Adams 62.930 15 besitzt helle Bögen; flankiert am inneren Rand von Mond Galatea

Keiner der Neptunringe wurde durch Streueffekte auf das sich durch die Ringe ausbreitende Funksignal der Voyager nachgewiesen, was darauf hindeutet, dass sie nahezu frei von Partikeln im Zentimeterbereich oder größer sind. Die Tatsache, dass die Ringe in Voyager-Bildern am sichtbarsten waren, wenn sie von Sonnenlicht hinterleuchtet wurden, impliziert, dass sie größtenteils von staubgroßen Partikeln bevölkert sind, die das Licht viel besser nach vorne streuen als zurück zur Sonne und zur Erde. Ihre chemische Zusammensetzung ist nicht bekannt, aber wie die Ringe von Uranus können die Oberflächen von Neptuns Ringteilchen (und möglicherweise die Partikel in ihrer Gesamtheit) aus strahlungsverdunkelten Methaneisen bestehen.

Die vermutete Jugendlichkeit von Adams ‚Ringbögen und die angebotenen Argumente können auf Neptuns Ringe im Allgemeinen ausgedehnt werden. Die gegenwärtigen Ringe sind schmal, und Wissenschaftler fanden es schwierig zu erklären, wie die Umlaufbahnen der bekannten Monde die natürliche radiale Ausbreitung der Ringe effektiv einschränken können. Dies hat viele dazu veranlasst zu spekulieren, dass Neptuns gegenwärtige Ringe viel jünger sein könnten als der Planet selbst, vielleicht wesentlich weniger als eine Million Jahre. Das gegenwärtige Ringsystem kann sich deutlich von dem unterscheiden, das vor einer Million Jahren existierte. Es ist sogar möglich, dass das nächste Raumschiff, das Neptuns Ringe besucht, ein System findet, das sich stark von demjenigen Voyager 2 entwickelt hat, das 1989 abgebildet wurde.

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