Wenn man Amateurastronomen fragt, welches das schönste Beobachtungsobjekt am Himmel ist, so fällt die Antwort häufig auf den Ringplaneten Saturn. Tatsächlich betonen viele sogar, dass der Anblick des extravaganten Planeten durch ein Teleskop einst ihr Interesse für die Astronomie geweckt hätte. Doch Saturn hat mehr zu bieten, als nur ein auffälliges Ringsystem.
STScI
Aufnahme des Planeten Saturn und seinem prächtigen Ringsystem, angefertigt mit dem Hubble Space Telescope.
Saturn ist ein herausragender Juwel unter den hellsten Beobachtungsobjekten des Nachthimmels. Allerdings ist dessen Betrachtung mit einem Teleskop eine kleine Herausforderung. Mit gerade einmal 21 Bogensekunden günstigem Oppositionsdurchmesser ist der Ringplanet aufgrund seiner großen Entfernung zur Erde ein recht schwieriges Objekt. Sein Ringsystem besitzt den 2,25fachen Durchmesser der Planetenkugel, doch dies ist noch immer weniger als der Durchmesser Jupiters während einer Opposition. Die Planetenscheibe Saturns weist sogar nur 1/6 der Fläche Jupiters auf.
Das Ringsystem des Planeten sollte bereits in kleinen Teleskopen mit nur 25facher Vergrößerung sichtbar sein. In einem guten Teleskop mit 7 cm Objektiv-Durchmesser sind die Ringe auch als separate Struktur zu erkennen. Mit viel Geduld, unter guten Wetterbedingungen und einem Teleskop ab 10 cm Objektivdurchmesser lassen sich jedoch auch einige interessante Details entdecken. Eine mit Hubble-Bildern vergleichbare Qualität des Saturnbildes darf man jedoch nicht erwarten.
Ralf Vandebergh
Amateuraufnahme des Planeten Saturn
Saturn besitzt ein ungewöhnlich 3-dimensionales Erscheinungsbild. Der Planetenkörper zeigt ringsum eine leichte Abdunklung zum Rand hin, die ihn in gelb-bräunlichen Farbnuancen erscheinen lässt, umgeben von einem Ringsystem das eben diesen Effekt nicht aufzeigt und dadurch ausgesprochen flach erscheint. Die räumliche Wirkung wird außerdem noch dadurch verstärkt, dass der Schatten des Saturnglobus einen Teil des Ringsystems in Tiefe Dunkelheit legt.
Der schmale Schatten des Ringsystems auf der Planetenoberfläche ist viel unscheinbarer und nicht zu jeder Zeit zu beobachten. Er bewegt sich von unserem irdischen Beobachtungs-Standpunkt aus scheinbar von der inneren zur äußeren Kante des Ringsystems im regelmäßigen Intervall von ungefähr 6 Monaten. Wenn sich der Schatten an der äußeren Kante des Ringsystems befindet, wird ebenfalls die räumliche Ansicht des Planetenkörpers untermalt.
Das Ringsystem
Um das Ringsystem erkennen zu können, sollte man ein Teleskop mit mindestens 30facher Vergrößerung nutzen. Die volle Schönheit entfaltet ein Fernrohr mit einer Öffnung ab 15 cm und 150facher Vergrößerung.
Jährliche Veränderung des Öffnungswinkels
NASA, AURA, STScI
Diese Hubble- Aufnahmen von Saturn im Zeitraum von 1996 bis 2000 zeigen die sich während eines knappen viertel Saturnjahres ändernde Öffnung der Ringe.
Im Laufe der Jahre bemerkt der aufmerksame Saturn-Beobachter eine allmähliche Veränderung der Öffnung des Ringsystems. Dieser Effekt entsteht, da die Ringebene des Saturns um fast 27° zur Ekliptik geneigt ist und diese beim Umlauf um die Sonne ortsfest im Raum bleibt. Deshalb verändert sich der Blickwinkel von der Erde auf das Ringsystem.
Zweimal während eines Saturnumlaufs um die Sonne - also ungefähr alle 15 Jahre - kommt es dazu, dass wir auf die Kante der Ringe sehen und diese dann zu verschwinden scheinen.
Zuletzt trat eine solche Konstellation im Jahr 2009 ein. Seither blicken wir auf die Nordseite der Ringe. Die volle Öffnung seiner Ringe zeigte uns Saturn letztmalig in den Jahren 2003 und 2016.
Alan Friedmann
Animation der sich schließenden Saturnringe von 2004 bis 2007 - Am 4. September 2009 blickten wir schließlich auf die Kante des Ringsystems.
Nach der »Passage der Ringebene im Jahr 2025 wird unsere Sicht auf die südliche Seite gelenkt. In den darauffolgenden Jahren werden sich die Saturnringe wieder nach und nach öffnen. Der größte Öffnungwinkel wird uns allerdings erst in den Jahren 2031 und 2032 präsentiert. Saturn wird dann seine größte scheinbare Helligkeit für mehrere Jahrzehnte erreichen, da auch seine Entfernung zur Erde geringer ausfallen wird, als in anderen Jahren.
astrocorner.de
Schwankungen der maximalen Oppositionshelligkeit des Ringplaneten Saturn zwischen 2010 und 2055 - Da die Saturnringe sehr viel Sonnenlicht reflektieren, kommt es im Laufe der Jahre, in denen sich die Ringe schließen, auch zu einer deutlichen Abnahme der Saturnhelligkeit. Zudem tritt die maximale Öffnung des Ringsystems an zwei verschiedenen Bahnpositionen des Ringplaneten auf, die dieser in unterschiedlicher Entfernung zur Erde durchläuft. So kommt es beispielsweise während der nächsten maximalen Öffnung der Saturnringe in den Jahren 2031 und 2032 zu besonders vorteilhaften Oppositionen, bei der der Ringplanet außergewöhnlich groß und hell erscheint. Bei der darauf folgenden maximalen Öffnung des Ringsystems in den Jahren 2046 und 2047 fällt die Oppositionshelligkeit eine halbe Größenklasse geringer aus und der Saturnglobus erscheint deutlich kleiner.
Details im Ringsystem
Schematische Darstellung der Saturnringe
Das deutlichste, schon in kleinen Teleskopen sichtbare Detail innerhalb von Saturns Ringen ist die Cassini-Teilung - eine recht auffällige schwarze Lücke innerhalb des Ringsystems zwischen dem A- und B-Ring (Außen- und Innenring). Die Erkennbarkeit dieser Teilung ist ein hervorragender Indikator für atmosphärische Ruhe und die Qualität der verwendeten Optik.
Noch einfacher lässt sich die unterschiedliche Helligkeit der einzelnen Teilringe erkennen. Der äußere A-Ring erscheint etwas schwächer als der von ihm umgebene innere B-Ring. Es fällt auch eine leichte Helligkeitssteigerung beider Ringe zur Cassini-Teilung hin auf.
Unter besonders günstigen Sichtbarkeitsbedingungen fällt Beobachtern eines größeren Teleskops (ab 15 cm Öffnung) auch die so genannte Encke-Teilung auf - ein besonders dunkler und schmaler Ring nahe der äußeren Kante des A-Rings.
Innerhalb der Ringe treten in solch großen Teleskopen auch schmale Bereiche geringerer Helligkeit zu Tage. Diese variablen Erscheinungen können an 4 bis 12 verschiedenen Stellen beobachtet werden.
Der auch als Krepp-Ring bekannte C-Ring kann abhängig von der Öffnung des Ringsystems entweder ganz einfach oder auch eher schwierig aufzufinden sein. Viele Beobachter haben diesen Teilring beobachtet, ohne die genaueren Hintergründe zu kennen. Ein deutliches Anzeichen des Krepp-Rings beobachtet man, wenn dessen Schatten auf dem Saturnglobus erscheint. Bei der Abdunklung, die dann vor der Planetenkugel innerhalb des B-Rings zu beobachten ist, handelt es sich um eben diesen halbtransparenten Teilring C.
Saturns Monde
Edelmann
Saturn mit seinen 5 hellsten Monden
Saturn ist von einer Vielzahl von Satelliten umgeben (Tethys, Dione, Rhea, Titan, Japetus etc.). Der größte Mond »Titan ist bereits in sehr kleinen Teleskopen (mit 5 cm Objektiv-Durchmesser) zu erkennen. Größere Teleskope (von 25 cm Objektiv-Durchmesser) zeigen sogar 6 Monde des Ringplaneten.
Astronomische Jahrbücher enthalten für gewöhnlich Karten zum täglichen Auffinden der wichtigsten Monde des Planeten. Auch Software zur Simulation des Sternhimmels (wie Guide oder Stellarium) bietet eine Möglichkeit, die Positionen der Saturn-Monde zu jeder Zeit darzustellen.
Der Planetenkörper
Wolkenbänder
STScI
Selbst auf diesem von Hubble im Oktober 1997 angefertigten Bild lassen sich nur wenige Details innerhalb der Wolkengürtel erkennen.
In der Atmosphäre des Planeten Saturn sind für gewöhnlich dunkle und helle Wolkenbänder zu erkennen. Allerdings sind diese viel unscheinbarer als die den Planeten Jupiter umgebenden hellen und dunklen Zonen.
Bei längerer Beobachtung des Planeten wird dem mit der Zeit geübten Auge auffallen, dass es innerhalb dieser Wolkenbänder zu Veränderungen der Intensität ihrer Helligkeit kommt.
Um die nur sehr geringen Unterschiede der Helligkeiten und Farbtöne der einzelnen Wolkenbänder optimal hervorheben zu können, bietet es sich an, einen Farbfilter für die visuelle Beobachtung einzusetzen. Ein Gelbfilter kann zu einer schärferen und ruhigeren Sicht führen, da atmosphärische Turbulenzen unterdrückt werden. Ein schwacher Grünfilter vermag den Kontrast der einzelnen Wolkenbänder anzuheben.
Seltene große Wirbelstürme
Sehr selten können in der Saturn-Atmosphäre auch Wirbelstürme beobachtet werden, die ähnlich einem Gewitter auf der Erde entstehen, wenn wärmere Gasmassen aufsteigen.
Jean-Luc Dauvergne, Erick Bondoux
Kontrastverstärkte Animation des Sturmes aus dem Jahr 2006
Beispielsweise wurde im September 1994 ein solches Phänomen beobachtet, als sich ein heller Fleck nahe dem Saturnäquator zu einer 12.000 Kilometer großen Struktur ausweitete.
Auch am 25. Januar 2006 konnten Amateurastronomen einen gewaltigen Sturm in der Atmosphäre des Ringplaneten Saturn dokumentieren, der in den mittleren Breiten der südlichen Hemisphäre des Saturnglobus zu erkennen war.
Die Beobachtung eines bekannten Sturms sollte bis zu 2 Stunden vor und nach der Zeit erfolgen, wenn der Sturm den Zentralmeridian des Saturnglobus überquert. Fotografische Beobachter sollten in der Lage sein, schon innerhalb von nur einer halben Stunde eine deutliche Ortsveränderung nachweisen zu können.
Fleckenbildung im Perihel
NASA, ESA
Helle und dunkle Flecken in der Saturnatmosphäre - beobachtet von der Raumsonde Cassini
Zwischen den einzelnen Wolkenbändern können für gewöhnlich kleinere Erscheinungen wie helle und dunkle Flecken beobachtet werden. Zu einem besonders häufigen und heftigen Auftreten der helleren atmosphärischen Erscheinungen kommt es im regelmäßigen Abstand von ungefähr 30 Jahren, also einmal pro Saturnjahr, wenn der Planet sein Perihel − den sonnennächsten Bahnpunkt − erreicht.
Diese charakteristischen Formationen rotieren nahe des Äquators in 10 Stunden und 14 Minuten, in höheren Breiten etwas langsamer in ungefähr 10 Stunden und 38 Minuten einmal um den gesamten Globus.
Historie der Saturn-Beobachtung
Seit Anfang des 17. Jahrhunderts − also seit ungefähr 400 Jahren − beobachten Astronomen das Ringsystem des Saturns. Trotzdem gibt es noch zahlreiche Fragen, die bislang ungeklärt sind.
Das System besteht aus unzähligen Eisbrocken die zwischen Staubkorn- und Findlings-Größe rangieren. Es macht den Eindruck als habe sich hier Trümmermaterial auf einer breit gefächerten Umlaufbahn angesammelt.
Die ursprüngliche Herkunft dieser Fragmente ist allerdings nicht vollständig geklärt. Es gibt Hinweise darauf, dass die Ringe viel jünger sind als der Planet Saturn selbst. Einige Wissenschaftler behaupten, das Ringsystem sei erst einige 100 Millionen Jahre alt.
Galileo Galilei beobachtete den Saturn erstmals durch ein Teleskop und erkannte zwei beulenartige Strukturen an dessen rechter und linker Seite
Galileo Galilei entdeckte die Saturn-Ringe im Jahr 1610. - Altissimum planetam tergeminum observavi - notierte er daraufhin in Latein. - Ich habe das höchste Planetentripel beobachtet: oOo. - So muss sich wohl die Gestalt des Planeten Saturn für Galilei in seinem primitiven Teleskop dargestellt haben.
Galileo's erste Erklärungsversuche seiner seltsamen Beobachtung wurden schon wenige Jahre später ad absurdum geführt, als die beobachteten beidseitigen Beulen des Saturn zu verschwinden schienen. Galilei blickte zu dieser Zeit während einer »Passage der Erde durch die Ringebende des Saturn ohne es zu wissen auf die Kante der Ringe und konnte sie aus diesem Grund nicht sehen.
Das Verschwinden und Wiedererscheinen der Saturnringe sollte die Forscher noch einige Jahre lang beschäftigen, bis der niederländische Astronom Christiaan Huygens im Jahr 1656 die richtige Erklärung für das Phänomen fand.
Oppositionen
Die folgende Tabelle enthält eine Übersicht der Saturn-Oppositionen im Zeitraum von 2020 bis 2050. Die dabei periodisch auftretenden Extremwerte sind hervorgehoben dargestellt. Der Ringplanet erreicht den sonnennächsten Punkt auf seiner Umlaufbahn (Perihel) am 28. November 2032 (9,0149 A.E.), am 5. Juni 2062 (9,0310 A.E.) und am 23. Oktober 2091 (9,0143 A.E.) im Südwesten des Sternbilds Zwillinge. Sein Aphel erreichte er zuletzt am 17. April 2018 (10,0656 A.E.). Am 15. Juli 2047 (10,0461 A.E.), am 2. März 2077 (10,0669
A.E.) und wieder am 29. Mai 2106 (10,0504 A.E.) wird er diese Bahnposition erneut durchlaufen.
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