Der Kern von Saturn ist flauschig und schwabbelt

Was steckt eigentlich im Inneren des Saturn? Ein fester Kern aus Eis, Gestein, Nickel oder Eisen? Oder ein flüssiger Mittelpunkt aus Wasserstoff? Bisher konnte man dem Gasplaneten dieses Geheimnis nicht entlocken. Cassinis Beobachtung seiner Ringe könnte aber die entscheidenden Hinweise geliefert haben. 

Forscher*innen des California Institure of Technology (Caltech) haben anhand der Bewegungen der Ringe die Dichte in den einzelnen Schichten des Gasriesen berechnet. Sie kamen zu dem Schluss, dass sein Kern ein "flauschiges" Gemisch aus Eis, Gestein und metallischen Flüssigkeiten sein muss. Der gesamte Kern soll 60 Prozent des gesamten Planeten einnehmen. 

Eis, Gestein, Wasserstoff und Helium

Gasriesen haben keine feste Oberfläche. Sie haben eine dichte Atmosphäre aus Wasserstoff, Helium und weiteren Stoffen wie Ammoniak. Desto weiter man zum Kern vordringt, desto höher sind die Dichte und der Druck. 

Der Kern sei wie Schlamm, erklärt Mit-Autor der Studie Christopher Mankovich in einer Aussendung. "Wasserstoff und Helium vermischen sich zunehmend mit Gestein und Eis, desto weiter man ins Innere vordringt." 

Ringe werden zum Seismographen

Für ihre Berechnungen analysierten die Wissenschaftler*innen die wabernden Bewegungen der Saturn-Ringe. Das sei vergleichbar mit einem Erdbeben auf der Erde. "Wir haben die Ringe des Saturns wie einen riesigen Seismographen verwendet, um die Schwingungen im Planeteninneren zu messen", sagt Studienautor Jim Fuller. 

Die Ergebnisse kommen dem Geheimnis des Saturn-Kerns so nah wie noch nie. Sie decken sich zudem mit der Analyse des zweiten Gasriesen in unserem Sonnensystem, dem Jupiter. Auch er soll einen solchen wabernden Kern besitzen. 

55 Erdmassen

Damit sich die Wellenbewegungen an den Ringen ablesen lassen, muss der Kern stabil sein, erklärt Fuller. Das sei nur möglich, wenn der Anteil an Eis und Gestein zum Zentrum hin zunimmt.

In der Studie kommt das Team zudem zum Ergebnis, dass der Kern 55 Mal so massiv ist wie die gesamte Erde. 17 Erdenmassen davon sollen aus Eis und Gestein bestehen, der Rest ist ein flüssiges Gemisch aus Wasserstoff und Helium. 

Neues Entstehungs-Modell

Das wirft auch Fragen über die Entstehung von Gasplaneten auf. Bisher vermutete man, dass sich zunächst ein Kern aus Gestein formt. Dieser wächst, bis er genug Gravitation besitzt, um große Mengen an Gasen anzuziehen.

Stimmen die Ergebnisse der Studie, könnte das bedeuten, dass die Gase viel früher eine Rolle bei der Entstehung spielen, als bisher angenommen. Die Ergebnisse sind im Fachmagazin Nature Astronomy erschienen.