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Der Gasriese Saturn ist der zweitgrößte Planet im Sonnensystem, aber seine Entfernung zur Erde hat die Erforschung erschwert. Abgesehen von ein paar Vorbeiflügen von Sonden in den 1970er und 1980er Jahren kam die einzige gründliche Untersuchung des Planeten, als die Cassini-Huygens-Sonde 2004 Saturn erreichte. Trotz der begrenzten Menge an verfügbaren Informationen über Saturn haben Wissenschaftler theoretisiert, woran das liegt Planeten-Kern.
Planetenformation
Nach der gegenwärtigen Theorie der Planetenbildung breitet sich das übrig gebliebene Material aus der Bildung eines Sterns zu einer Scheibe aus, wobei dichtere Materialien näher am Zentrum der Wolke verbleiben und leichtere Elemente weiter entfernt umkreisen. Wenn das schwerere, felsigere Material zu kollidieren beginnt, bildet es dichte, felsige Planeten, die als terrestrische Planeten bezeichnet werden. Jenseits dieser Region bilden leichtere, eisige Elemente Gasriesen, die manchmal als jovianische Planeten bezeichnet werden. Die Analyse von Saturn legt nahe, dass sein Kern im Gegensatz zu anderen Gasriesen, die möglicherweise überhaupt keinen festen Kern haben, teilweise felsig sein kann.
Atmosphärische Bedingungen
Etwa 75 Prozent des Saturn bestehen aus Wasserstoff, die restlichen 25 Prozent bestehen hauptsächlich aus Helium. Es sind auch Spurenstoffe wie Wassereis und Methan vorhanden. Die starke Schwerkraft der Planeten hält die Atmosphäre dicht, obwohl gelegentlich starke Stürme von unten durchbrechen und Einblicke in das Innere der Planeten gewähren. Bedingungen jenseits der Atmosphären, die sich in äußerster Randlage befinden, konnten jedoch bisher nicht direkt beobachtet werden.
Saturns Dichte
Ein Faktor, der einen Hinweis auf Saturns Innenausstattung bietet, ist seine Dichte. Astronomen können die Masse eines Planeten berechnen, indem sie seine umlaufenden Monde beobachten und anhand ihrer Flugbahn die Masse des Planeten berechnen, den sie umkreisen. Beobachtungen liefern auch den Durchmesser des Saturn, so dass Wissenschaftler seine Dichte berechnen können. Die Dichte von Saturn beträgt 0,687 Gramm pro Kubikzentimeter, was tatsächlich weniger dicht als Wasser ist. Diese niedrige Zahl deutet darauf hin, dass ein fester Kern im Inneren des Planeten relativ klein ist.
Der Kern
Die Hinweise auf die Zusammensetzung des Saturn deuten darauf hin, dass sein Kern größtenteils aus denselben Elementen besteht, aus denen seine Atmosphäre besteht, wobei Wasserstoff und Helium durch die Wärme- und Gravitationskräfte im Zentrum des Planeten in eine halbflüssige, halbfeste Masse umgewandelt werden. Während es einige felsige Stücke geben kann, die von der anfänglichen Bildung der Planeten übrig geblieben sind, glauben Wissenschaftler, dass der Großteil des Kerns eine sirupartige Mischung aus Wasserstoff und anderen fast gefrorenen Gasen ist, wobei sehr wenig festes Material vorhanden ist. Bis zukünftige Missionen tiefer in das Rätsel des Gasriesen eintauchen, kann jedoch niemand genau sagen.