IJle atmosfeer in ringen rond Saturnus

De ringen van ijs en stof rondom de planeet Saturnus hebben een ijle atmosfeer die voornamelijk uit zuurstof bestaat. Dat hebben astronomen afgeleid uit gegevens die de Cassini-sonde vorig jaar verzamelde toen die in een baan rond Saturnus werd gebracht.

De ontdekking van de atmosfeer is opvallend, omdat alleen planeten en grote manen groot genoeg zijn om gas in hun zwaartekrachtveld vast te houden. Hoewel de ringen van Saturnus een diameter van wel een kwart miljoen kilometer hebben, zou alle materiaal waar ze uit bestaan samengepakt kunnen worden in een bol van maar honderd kilometer, wat te klein is om een atmosfeer in stand te houden.

Dat de Saturnusringenatmosfeer toch bestaat, komt doordat die continu opnieuw wordt gevormd, zo blijkt uit het onderzoek van de Amerikaanse, Britse en Franse astronomen. Het atmosferische gas ontstaat doordat in de ringen continu grotere brokken steen en ijs in kleinere delen uit elkaar vallen. Uit de verse oppervlakken verdampt water, onder invloed van het zonlicht. Die watermoleculen vallen vervolgens uiteen tot waterstof, zuurstof en geladen zuurstofatomen. Alleen de zwaardere zuurstof blijft onder invloed van de zwaartekracht langer in de ring achter; de rest ontsnapt snel, de ruimte in.

De aanwezigheid van geladen deeltjes in de Saturnusringen was vijfentwintig jaar geleden al gemeten door de toen langsreizende Voyager-sondes, maar de herkomst bleef tot nog toe onduidelijk. Nu blijken ze in ieder geval deels afkomstig uit deze dynamische atmosfeer. De Saturnusringenatmosfeer lijkt veel op die van de Jupiter-manen Europa en Ganymedes.

De Cassini draait sinds 1 juli 2004 rondjes rond Saturnus. Een massaspectrometer en de Cassini Plasma Spectrometer verrichtten de metingen aan de ringenatmosfeer. De sonde deed er meer dan zes jaar over om naar de planeet toe te vliegen.

Bij Saturnus aangekomen liet Cassini op eerste kerstdag de Huygens-sonde los die daarna op de Saturnus-maan Titan landde. Aanstaande maandag scheert Cassini opnieuw langs de Saturnus-maan Titan.