Christiaan Huygens hat erstmals beschrieben, dass die besondere Form des Saturns, die man im 17. Jahrhundert mit Fernrohren beobachtete, durch einen Ring verursacht wurde. Die Beobachtungen von Galilei und anderen ergaben, dass der Saturn Anhängsel hatte, aber erst Huygens konnte nachweisen, dass der Ring den Saturn nicht berührt, obwohl es aus der Perspektive von der Erde aus scheint, dass die Ringe am Saturn wie Stangen oder Arme befestigt sind. (Siehe Christiaan Huygens und die Ringe des Saturns )
Ringe des Saturns
Huygens hatte recht, und weil er selbst auch die zukünftigen Erscheinungen des Saturn mit oder ohne “Ohren” voraussagen konnte, abhängig von der Position der Erde und des Saturns relativ zueinander, gaben ihm die meisten echten Kenner auch recht.
Dennoch entstand eine Kontroverse über die Natur des Rings. Huygens behauptete standhaft, dass der Ring eine Scheibe war von einer bestimmten Dicke. So schrieb er es 1659 in seinem Systema Saturnium, und kurz vor seinem Tod im Jahre 1695 wieder im Cosmotheoros.
Vincent Icke schreibt in seinem Buch “De ruimte van Christiaan Huygens” (2009):
“Wir wissen jetzt, dass der Ring kein fester Körper sein kann, und tatsächlich hätte Huygens das auch wissen können. Eine der Regeln für Bahnbewegungen, die er kannte, ist das dritte keplersche Gesetz: die Umlaufzeit um die Sonne und um einen Planeten nimmt nach außen ab. Die Innenseite des Ringes müsste sich also viel schneller drehen als die Außenseite, wodurch so ein großer Körper auseinander gerissen würde. Kleinere Objekte können diese Kraft vertragen, aber auch dann ist etwas davon zu merken, so wie Gezeitenkräfte.
Die Ringe des Saturns bestehen aus einer hauchdünnen Wolke Eissteinchen, so platt, dass ein Skalenmodell in der Größe eines Bierdeckels hundertmal dünner sein würde als ein Stück Papier.” (S.68, Übersetzung Maria Trepp)
Bereits in der Zeit von Huygens schlugen einige Leute vor, dass der Ring aus vielen kleinen Objekten bestehen könnte, so wie aus “Sternchen von Eis”.
Aber Huygens glaubte nicht daran.
Künstlerische Impressionen der Eisringe des Saturns
Ausführlich über Christiaan Huygens und seinen letzten Text Cosmotheoros hier
Am 17. April konnte ich von meinem Balkon in Leiden, Niederlande, den Saturn sehen und sogar ein einfaches Foto machen mit dem Saturn neben dem Stern Spica aus dem Sternbild Jungfrau.
Der Saturn steht ziemlich tief am Horizont, deshalb sieht man auch ein Stück von einem Baum. Saturn steht links, rechts Spica.
Der Saturn geht im Moment bei Sonnenuntergang im Osten auf und ist gut zu sehen, weil er sich in direkter Opposition befindet – die Erde befindet sich auf einer Linie zwischen Saturn und Sonne.
Saturn (links, das Symbol ist eine stilisierte Sichel des Saatgottes Saturn) und Spica (Alpha Virginis), der sichtbarste Stern im Sternbild Jungfrau
Um zu wissen, welchen Stern man am Himmel sieht, kann man Google Sky Map auf dem Smartphone benutzen.
Saturn stand am 15. April in der Opposition, direkt gegenüber der Sonne, und ist jetzt von der Erde aus deutlich sichtbar.
Hier ist ein Bild von Universe Today, wie Saturn jetzt von der Erde aus mit einem Teleskop gesehen aussieht :
Christiaan Huygens, der als erster die Ringe des Saturns richtig erklärte, beschreibt in seinem “Systema Saturnium” von 1659 warum der Saturn von der Erde aus gesehen verschiedene Formen annimmt. Er zeigte auf einer Skizze, wie Erde und Saturn um die Sonne drehen (ABCD ist die Umlaufbahn des Saturn in rund 30 Jahren) und gibt im äußeren Ring derZeichnung auch an, welche Scheingestalten der Saturn jemandem zeigt, der von der Erde aus durch ein Fernglas guckt. Der Ring verschwindet bei den Positionen B und D, wenn man den Saturn in Kantenposition direkt von der Seite sieht; der Ring verleiht Saturn “Ohren” auf anderen Positionen wie z. B. auf M und N; und lässt Saturn ungefähr rund erscheinen auf den Positionen A und C.
Erscheinungen des Saturns: auf Huygens’ Karte befinden wir uns jetzt im April 2012 ungefähr auf Punkt N
Wenn der Saturn im Sternbild Jungfrau steht, ist die Gestalt des Saturns durch ein einfaches Fernglas gesehen ungefähr rund; auf Huygens‘ Bild rechts:
“Wir haben den Saturn ab Dezember 1655 bis Juni 1656 ohne Arme und ganz rund gesehen. Dass diese Scheingestalt so lange bleiben konnte, kann [...] durch die Annahme erklärt werden, dass die Linie AC [siehe die Karte, MT] die Stelle angibt, die der Saturn selbst einnahm, als er in der Opposition war mit der Sonne, das heißt 20 Grad in der Jungfrau. Das musste als Folge haben, dass in diesem Zeitraum der Saturn und die Erde gleichzeitig auf der gleichen Seite der Linie AC standen, auf eine solche Weise, dass Saturn der Erde am nächsten war. Einmal jedoch, zum Zeitpunkt der Opposition, standen sie beide gleichzeitig auf AC. Daraus resultiert nur eine runde Scheingestalt, wie aus dem obigen verstanden werden kann.“
Bei der Opposition im April 2012 sind die Ringe des Saturns von der Erde aus gesehen noch nicht voll geöffnet, das wird erst im Jahr 2017 der Fall sein.
Siehe auch:
“Cosmotheoros“ , der Titel von Christiaan Huygens’ letztem Text, wird wörtlich übersetzt als der „Weltbetrachter“. Das Wort „Theorie“ leitet sich ab von theorein: beobachten, betrachten, [an]schauen; und „Theorie“ ist dann die Anschauung, Überlegung, Einsicht, wissenschaftliche Betrachtung; wörtlich: „Schau des Göttlichen“, (theos ).
Theorie wird oft als Gegensatz zur Praxis gesehen. Bei Huygens jedoch waren die Theorie und die Praxis auf faszinierende Weise miteinander verschmolzen. Die Betrachtung enthalten im Wort „theoros“ war bei Huygens sowohl ein physisches als auch ein innerliches Betrachten.
Huygens’ Arbeit an dem Ring des Saturns zeigt, dass das Finden von Lösungen nicht nur eine Frage von fleißiger Beobachtung ist, sondern auch und vor allem, dass in der wissenschaftlichen Wahrnehmung das Sehen der Gegenstände mit dem Auge direkt gekoppelt ist an ein in der Theorie begründetes Verständnis.
Der Ring des Saturns war auch von vielen anderen Astronomen vor Huygens bemerkt worden, so wie von Galilei und dem Danziger Astronomen Hevelius, aber man hatte die Ringstruktur nicht erkannt; man dachte an Strukturen, die am Saturn befestigt sind. In seinem berühmten „Systema Saturnium“ von 1659 gibt Huygens eine Übersicht von den Modellen des Saturn-Ringes, die andere aufgezeichnet hatten, von den „Monstern“ (Huygens), Varianten von Ohren, Lappen und anderen merkwürdigen Konfigurationen.
Modelle, die Forscher angeführt hatten zur Erklärung der Form des Saturns, bevor Huygens die wahre Art des Ringsystems entdeckte. Diese Skizze stammt aus einer der gedruckten Versionen von Huygens’ Systema Saturnium.
Huygens war derjenige, der das Ringsystem des Saturns zuerst richtig beschrieben hat, also nicht nur gesehen hat, sondern auch theoretisch richtig ergründet hat und das regelmäßige Erscheinen und Verschwinden der Ringe erklären konnte. Es war schon lange bekannt, dass die „Henkel“ (ansae) des Saturns zu bestimmten Zeiten schwächer werden und schließlich unsichtbar werden. Huygens bemerkte, dass so etwas ganz verständlich ist: wenn die Erde sich genau in der Fläche des Ringes befindet, sieht man den Ring nicht mehr, jedenfalls, wenn dieser sehr dünn ist. Er wagte es sogar, zu schätzen, was die maximale Dicke des Ringes sein könnte, und er kam auf „600 deutsche Meilen“ (eine deutsche Landesmeile ist 7,532 km). Die wirkliche Dicke des Ringes ist ungefähr hundertmal kleiner, aber Huygens gab eine Obergrenze, und diese ist korrekt.
Abbildung: Huygens’ Erklärung des Standes der Ringe, so wie sie im Laufe eines Saturnjahres zu sehen sind. Im Zentrum der Abbildung sehen wir die Sonne, darum kreisen Erde und Saturn.
Der äußerste Ring zeigt anschaulich wie der Saturn von der Erde aus wahrgenommen wird.
Huygens konnte damit zeigen, warum der Ring ab und zu nicht zu sehen ist, nämlich dann, wenn die Erde sich genau in der Bahnebene der Ringe befindet, so dass diese von der Seite gesehen werden.
Siehe auch: Christiaan Huygens und sein Comotheoros
Maria Trepp
