Saturn hat eine ganze Reihe von Monden, mehr als jeder andere Planet im Sonnensystem. Da ist Enceladus, von Eis bedeckt, mit einem salzigen Ozean unter seiner Oberfläche. Da ist Iapetus, von dem die Hälfte staubig und dunkel ist und die andere glänzend und hell. Es gibt Hyperion, ein felsiges Oval, das eine verblüffende Ähnlichkeit mit einem Meeresschwamm hat, und Pan, winzig und geformt wie eine Käseravioli.
Aber ein Mond könnte fehlen.
Einer neuen Studie zufolge hatte Saturn einst noch einen weiteren Mond, etwa so groß wie Iapetus, der drittgrößte Satellit in Saturns Sammlung. Der Mond umkreiste den Ringplaneten mehrere Milliarden Jahre lang, kümmerte sich um seine eigenen Angelegenheiten und erledigte Mondsachen, bis vor etwa 100 Millionen bis 200 Millionen Jahren andere Saturnmonde anfingen, mit ihm herumzuspielen. Die Wechselwirkungen zwischen ihnen brachten den unglücklichen Mond näher an Saturn heran – zu nahe, um intakt zu bleiben. Die Schwerkraft zerfetzte es in Stücke.
Aus all dem könnte etwas Bemerkenswertes herausgekommen sein. Während die meisten Trümmer des Mondes in die Atmosphäre des Saturn fielen, blieben einige der Stücke zurück und wirbelten um den Planeten herum, bis sie weiter zersplitterten und zu einer dünnen, zarten Scheibe flach wurden. Dieser verlorene Mond, sagen die Autoren der Studie, ist für Saturns Markenzeichen verantwortlich: die Ringe.
Diese Astronomen machten sich nicht auf den Weg, um einen fehlenden Mond zu finden. Sie versuchten besser zu verstehen, warum Saturn so ist, wie er jetzt ist – insbesondere, warum der Planet gerade so geneigt ist. „Planetenneigungen sind ein interessanter Indikator für die Geschichte eines Planeten“, sagte mir Zeeve Rogoszinski, ein Astronom an der University of Maryland, der nicht an dieser jüngsten Arbeit beteiligt war, aber die Orbitaldynamik studiert. Die meisten Planeten in unserem Sonnensystem drehen sich in einem Winkel relativ zu der Ebene, in der sie die Sonne umkreisen. Die Neigung der Erde zum Beispiel ist das Ergebnis der Kollision, von der Wissenschaftler glauben, dass sie unseren Mond geschaffen haben könnte. Die Neigung des Mars ist chaotisch, dank des Einflusses des Nachbarn Jupiter. Uranus bekam wahrscheinlich seine dramatische Neigung, nachdem der Planet vor einigen Milliarden Jahren von einem massiven felsigen Objekt getroffen wurde.
Astronomen wissen seit Jahren, dass Saturn seine besondere Neigung gravitativen Wechselwirkungen mit Neptun verdankt. „Saturn ist ein Kreisel, und wie schnell sich dieser Kreisel dreht, ist synchron mit der Geschwindigkeit, mit der sich Neptuns Umlaufbahn dreht“, sagte mir Brynna Downey, Planetenforscherin an der UC Santa Cruz und eine der Autoren der Studie. „Es ist nicht offensichtlich, warum sie sich gegenseitig beeinflussen sollten – aber sie tun es.“ Forscher haben dieses Bild kürzlich verfeinert; Anhand von Daten der Cassini-Mission der NASA zeigten sie, dass Titan, der größte Saturnmond, bei all dem ebenfalls eine Rolle spielt. Titan driftet ziemlich schnell vom Saturn weg, und der Rückzug ist signifikant genug, um den Planeten zu beeinflussen und diese Verbindung mit Neptun herzustellen.
Downey und ihre Kollegen versuchten, diese Phänomene eingehender zu untersuchen, indem sie Messungen des Saturninneren nutzten, die von der Cassini-Mission durchgeführt wurden, die vor fünf Jahren endete, als die NASA die Sonde absichtlich in die Atmosphäre des Ringplaneten schickte. (So läuft die Weltraumforschung manchmal ab.) Ihre Arbeit zeigte, dass Saturn mit Neptun leicht außer Synchronisation – oder Resonanz, in astronomischen Begriffen – zu sein scheint. Und sie fragten sich, wie um alles in der Welt – äh, Saturn – das tat das passieren?
Also führten die Forscher Computersimulationen durch, spulten das Band auf dem Saturnsystem zurück und bastelten an der Orbitaldynamik, um die von ihnen entdeckte Konfiguration zu reproduzieren. Nachdem das Team alle möglichen Was-wäre-wenn-Fragen ausprobiert hatte, konnte es sich nur so erklären: Ein lange verschollener Mond zog einst an Saturn und half ihm dabei, seine kosmische Schwingung mit Neptun aufrechtzuerhalten, bis der Mond aus seiner Umlaufbahn geschleudert wurde. “Es war eine riesige Überraschung”, sagte Downey. „Es ist viel üblicher zu sagen: ‚Hier ist diese wirkliche Nische, ganz besondere Resonanz irgendeiner Art, von der nur sehr wenige Leute gehört haben.’“ Aber „nichts davon hat funktioniert“, sagte sie.
Die Forscher sagen, dass der Untergang des Mondes hauptsächlich Titans Schuld war. Der große Mond stieß den kleineren an und brachte das Objekt auf eine sehr langgestreckte Bahn um den Saturn. Die neue Umlaufbahn war „so elliptisch, dass der Mond eine enge Begegnung mit Saturn hat und Saturn ihn dann auseinanderreißt“, sagte mir Jack Wisdom, ein Planetenwissenschaftler am MIT, der die neueste Studie leitete. Das Team hat den verlorenen Mond Chrysalis genannt, weil er laut einer Pressemitteilung „in die Ringe geblüht ist, ähnlich wie sich eine Puppe in einen Schmetterling verwandelt“ (eine schöne Umrahmung, die das ganze Titan-sein-ein-Idiot-Bit überspringt).
Diese Behauptung passt ziemlich gut in eine Seite einer großen Kontroverse über die Ursprünge der Ringe. Einige Wissenschaftler glauben, dass die Bänder vor Milliarden von Jahren aus den Rohstoffen des frühen Sonnensystems entstanden sind, das Saturn selbst erschaffen hat. Andere sagen, die Ringe seien erst viel später aufgetaucht, als ein Himmelsobjekt dem Planeten zu nahe kam, erst vor 100 Millionen Jahren. (Dies gilt für Astronomen als „neu“.) Cassini-Daten stützen die letztere Theorie, und Astronomen scheinen sich darauf einzulassen, einschließlich derjenigen, die an den neuen Erkenntnissen gearbeitet haben. Für sie, Saturns Verhalten, der fehlende Mond, die glänzende Scheibe aus eisigen Splittern und Brocken, die wir heute sehen – „alles stimmt überein“, sagte Wisdom.
Aber Saturns fehlender Mond ist hypothetisch, und die Auswirkung seines Verlustes auf Saturn ist nur eine Theorie, die der Prüfung durch andere Teams standhalten muss. Letztes Jahr veröffentlichte eine Gruppe von Wissenschaftlern Forschungsergebnisse zur Neigung des Saturn, die bestimmten, wie schnell sich Titan vom Planeten entfernte, aber ihre Arbeit basierte auf der Idee, dass Saturn in Resonanz mit Neptun bleibt. In diesem Fall war es nicht nötig, einen Mechanismus zu erfinden, der es aus dem Takt gebracht hätte. Die Ergebnisse von Wisdom und seinem Team stellen ein ansprechendes Szenario dar, aber „diese Geschichte erfordert eine Feinabstimmung aller beteiligten Elemente“, sagte Giacomo Lari, wissenschaftlicher Mitarbeiter an der Universität Pisa und einer der Autoren der Studie aus dem letzten Jahr mich. Wo Wisdom eine wohlbegründete Erzählung sieht, sehen Lari und seine Kollegen „eine Abfolge unwahrscheinlicher Ereignisse“.
Der schwierige Teil beim Verständnis von Saturn – oder jedem anderen Planeten – ist, dass Veränderungen in viel größeren Zeitskalen stattfinden, als wir Menschen begreifen können. Wir können das Sonnensystem nur so sehen, wie es jetzt ist, und jetzt ist ein unendlich kleiner Moment in der kosmischen Geschichte. Also verlassen wir uns auf die Messungen, die wir haben, und stellen uns die Vergangenheit vor, die gewesen sein könnte, und wägen mögliche Theorien ab, die erklären könnten, was heute da draußen ist. „Wenn Sie nicht 4 Milliarden Jahre in der Zeit zurückreisen und die Entwicklung des Sonnensystems beobachten, werden Sie es nie wirklich wissen“, sagte Rogoszinski. „Das ist alles, was wir wirklich sagen können, ist, dass Sie zwei Modelle haben; das eine funktioniert so viel besser als das andere.“
Vor ein paar Wochen habe ich meinen eigenen, sehr unwissenschaftlichen Check-in mit Saturn durchgeführt, indem ich ein Teleskop benutzte, das mein Nachbar auf dem Dach unseres Wohnhauses aufgestellt hatte. Es sah aus wie immer, wie eine kleine Hummel in der Dunkelheit, seine hellen Ringe ragten wie Flügel auf beiden Seiten hervor. Verrate uns deine Geheimnisse, Saturn! Ich dachte. Und die Ihrer Monde auch – die Dutzende, die wir entdeckt haben, die, die wir noch nicht entdeckt haben, und die, die vielleicht schon lange verschwunden sind, verloren, bevor jemand da war, um sich zu wundern.