Neptun – Ringsystem

Hinweise auf ein Ringsystem um Neptun gab es seit Anfang der 1980er Jahre in Form von charakteristischen Mustern in Helligkeitskurven diverser Sterne, die von Neptun auf seiner Bahn verdeckt wurden. Den definitiven Beweis für die Existenz von Ringen um den Riesenplaneten lieferte jedoch erst die Raumsonde Voyager 2, als sie im Jahr 1989 an Neptun vorbeiflog und einige Fotos von dem äußerst feinen Ringsystem machen konnte. Das Ringsystem ist allgemein sehr dunkel und nicht mit den imposanten Ringsystemen von Saturn und Uranus zu vergleichen, was die Helligkeit und Sichtbarkeit betrifft.

Es besteht aus mehreren relativ schmalen Ringen und zwei Ringen, die mit Breiten von rund 4.000 beziehungsweise 2.000 Kilometern wesentlich breiter sind. Trotz der damit einhergehenden großen reflektierenden Fläche kommen sie auf den Bildern kaum zur Geltung, da Neptun um ein Vielfaches heller ist. Verglichen mit den diffusen Ringen sind die scharf begrenzten, schmalen Ringe auffälliger. Die Ursache für die scharfen Grenzen dieser Ringe sind einige Schäfermonde, deren Gravitationskräfte auf die Ringteilchen wirken und sie davon abhalten, sich großflächiger zu verteilen.

Der auffälligste Ring, Adams-Ring genannt, bereitet den Wissenschaftlern nach wie vor etwas Kopfzerbrechen. Auf dem nebenstehenden Bild kann man den Grund erkennen: Die hellen Bogensegmente des Rings im rechten Teil der Aufnahme lassen sich allein mit den Bewegungsgesetzen der Himmelsmechanik nicht erklären. Die Staubklumpen und -teilchen, aus denen die sogenannten Ringbögen bestehen, sollten sich eigentlich in relativ kurzer Zeit auf den ganzen Ring verteilen, was aber nicht der Fall ist. Ihr Erscheinungsbild was Helligkeit und Ausdehnung betrifft, kann variieren, aber die Ringbögen selbst blieben bislang weitgehend stabil. Die Aufnahmen von Voyager 2 belegen, dass in den Bogensegmenten erhöhte Konzentrationen mikroskopisch kleinen Staubs vorhanden sind, wodurch sie mehr Sonnenlicht zurückstreuen und heller erscheinen als der Rest des Adams-Rings.

Ihre Bogenlänge beträgt insgesamt weniger als 40 Grad, also nicht einmal neun Prozent des Ringumfangs. Erdgebundene Beobachtungen mit dem Weltraumteleskop Hubble lieferten den Forschern zwar viele neue Daten über die Struktur und Dynamik der Ringbögen, aber die komplexen Wechselwirkungen sind noch nicht vollständig verstanden. Möglicherweise spielt der Mond Galatea eine Rolle bei der Gestaltung und Begrenzung der Ringbögen, da er nur rund 1.000 Kilometer weiter innen den Neptun umkreist und seine Gravitationswirkung auf die Teilchen entsprechend groß ist.

Oben: Im Rahmen ihres Vorbeiflugs machte Voyager 2 unter anderem diese beiden Aufnahmen von Neptuns Ringsystem aus einer Entfernung von 280.000 Kilometern. Die verschiedenen Hauptringe und auch die schwachen, breiten Ringstrukturen sind gut erkennbar, weil die Sonne sie von hinten beleuchtet hatte. Die Zeitspanne zwischen den beiden Aufnahmen betrug knapp 1,5 Stunden – unglücklicherweise befanden sich die Ringbögen des Adamsrings während dieser Zeit jeweils genau hinter dem Planeten, weswegen sie hier nicht zu sehen sind. Die zwei Lücken im oberen Teil des äußeren Rings auf dem linken Bild stellen keine tatsächlich vorhandenen Lücken in dem Ring dar, sondern sind eine Folge des Bildverarbeitungsprozesses.