Saturns Monde - Dr. Christian Pinter - Astronomische Beobachtungstipps

Dr. Christian Pinter
Beobachtungstipps
Astronomische
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Die helleren Saturnmonde
Die Monde des Saturn wurden nach und nach entdeckt. Christiaan Huygens fand 1655 den etwa 8,5 mag hellen Titan, den schon kleine Instrumente problemlos zeigen (Foto links).
Der Riesenmond Titan (Durchmesser: 5150 km) ist der einzige Mond im Sonnensystem mit dichter Atmosphäre: Dem reichlich vorhandenen Stickstoff ist Methan, Kohlenmonoxid und Kohlendioxid beigemengt. Die kosmische Strahlung und solares UV-Licht lassen daraus einfache Kohlenwasserstoffe entstehen. Die wiederum bilden Aerosole: Sie streuen das Sonnenlicht stärker als der schlimmste irdische Smog.

Titans Oberfläche liegt deshalb in orangefarbigem Dämmerlicht, wie die ESA-Landesonde Huygens im Jänner 2005 bewies. Mein Teleskop (20 cm Öffnung) zeigt Titan als rosafarbiges Lichtpünktchen.

Giovanni Cassini stieß 1671 auf den Japetus und 1672 auf die Rhea. Auch sie sind mit Amateurmitteln noch recht einfach zu erkennen. Leicht vom Glanz des Planeten überstrahlt werden hingegen die kleineren Monde Tethys und Dione, die Cassini 1684 nachreichte. Für sie wird man Geräte mit 12 bis 15 cm Öffnung brauchen.

Japetus (englisch: Iapetus) ist allerdings ein ganz spezieller Fall. Schon Giovanni Cassini bemerkte: Dieser Mond ist in westlicher Elongation ("rechts" von Saturn) deutlich einfacher zu sehen als in östlicher ("links" von Saturn). Wie Cassini richtig vermutete, besitzt der Mond zwei unterschiedlich glänzende Hemisphären. Er wendet dem Saturn außerdem immer die selbe Seite zu. Auf die helle Hemisphäre schauen wir, wenn er sich möglichst weit "rechts" vom Saturn befindet (links im umkehrenden Fernrohr).

Diese größte westliche Elongation erreicht der Japetus 2024 Ende Juli, Mitte Oktober und Ende Dezember. Er ist dann rund 10,5 mag hell. Das sollte reichen, um ihn zu erblicken. Etwa eineinhalb Wochen vor bis nach dem genannten Datum bleibt die Helligkeit erhöht. In der östlichen Elongation sinkt der Glanz des Japetus hingegen auf ein Fünftel. Da beißt man sich dann leicht die Zähne an ihm aus.
Saturn ist auf dieser Aufnahme völlig überbelichtet. Dafür treten fünf seiner Monde hervor.


Wilhelm Herschel stöberte 1789 den Enceladus und den Mimas auf. Übrigens war es sein Sohn John, der sich die Namen für die bis dahin bekannten Monde ausdachte.

Für den sehr interessanten Enceladus sind normalerweise Geräte um 30 cm Durchmesser nötig. Vielleicht erhaschen Sie einen Blick auf ihn.
Die größten Monde des Saturn

Auch wenn Johannes Kepler die Saturnmonde noch nicht kannte - auch dort gilt freilich sein 1618 in Linz formuliertes 3. Keplersches Gesetz. In moderner Schreibweise: Umlaufszeit² entspricht Distanz³

Nr.  Name    Umlaufszeit   Durchmesser   Große Halbachse
                    Tage        km       Mio. km
I    Mimas          0,94       397       0,186
II   Enceladus      1,37       499       0,238
III  Tethys         1,89      1060       0,295
IV   Dione          2,74      1118       0,377
V    Rhea           4,51      1528       0,527
VI   Titan         15,95      5150       1,222
VII  Hyperion      21,28       266       1,481
VIII Japetus       79,33      1436       3,561

Je kleiner die Umlaufszeit, desto näher kreisen die Monde also am Planeten, und zwar nach der Regel:

Umlaufszeit ² / Große Halbachse ³ = konstant

Sie können das selbst leicht nachrechnen. Die leichte Streuung der Resultate rührt von gegenseitigen gravitationellen Beeinflussungen her.
Enge Begegnungen der Monde

Selten genug blicken wir genau von der Seite her auf die Bahnebenen der Monde. Dann ziehen sie aus unserer Perspektive mitunter sehr eng aneinander vorbei. Teleskope mit kleiner Öffnung werden sie bei einer Distanz von 2 Bogensekunden ('') Schwierigkeiten haben. Größere Teleskope tun sich bei 1 Bogensekunde schwer.

Ein besonderer Leckerbissen wäre das Stellungsspiel am Abend des 1.2.2025, an dem mit Tethys, Dione und Rhea gleich drei Monde beteiligt sind. Leider sinkt der Saturn während dessen tief zu Horizont hinab.

Datum      MESZ     Monde        Distanz  Saturn  Sonne
05.08.2024 00:52:38 Dione/Rhea    -2''    26,5    -24,9
06.08.2024 01:50:46 Dione/Rhea    -2''    32,2    -24,3
09.08.2024 05:18:22 Tethys/Dione  +2''    27,5    - 4,1
22.08.2024 02:28:56 Tethys/Dione  -1''    34,6    -26,8
22.08.2024 04:32:47 Tethys/Dione  -1''    26,3    -13,6

Datum      MEZ      Monde        Distanz  Saturn  Sonne
27.10.2024 19:27:30 Tethys/Dione  +1''    31,6    -27,9
10.11.2024 20:13:31 Dione/Rhea    +2''    32,4    -38,4
01.02.2025 17:16:22 Tethys/Dione  -1''    23,3    - 4,1
01.02.2025 19:09:47 Tethys/Rhea   -2''     7,0    -22,7
02.02.2025 18:11:22 Dione/Rhea    -2''    15,4    -12,9

Die Tabelle gibt auch die Höhen von Saturn und der Sonne an (negativ wenn unter dem Horizont). Berechnet wurde sie mit der lizensierten Version von High Precision Ephemeries Tool.
Gegenseitige Schattenwürfe

Prinzipiell kann auch ein Mond in den Schatten eines anderen geraten und somit eine Zeitlang an Helligkeit einbüßen. Geometrisch klappt das nur, wenn die Sonne in der Orbitalebene der Monde steht. Im Herbst 2024 kommt es zu solch seltenen Events.

Die Software OCCULT (Australien) listet einige Ereignisse auf - siehe unten. Schattenwerfer ist dabei immer der kleine Mimas (I). In seinen Schatten treten die größeren Monde Enceladus (II) oder Tethys (III). Das deutet schon an: Der Schatten ist stets kleiner als der darin weilende Körper. Der Lichtrückgang fällt mit 0,2 bzw. 0,4 mag entsprechend mager aus.

Enceladus ist (ähnlich wie Mimas selbst) wegen seiner Nähe zu Saturn und dessen Überstrahlung kaum beobachtbar.

Am ehesten gelingt noch die Beobachtung der Tethys. Während der beiden ringförmigen Verfinsterungen reduziert sich ihre Helligkeit (unverfinstert rund 10,4 mag) aber bloß um 0,2 mag.

Anders als die Grafik dem Laien vielleicht suggeriert, erblicken wir die Tethys selbst bei allerhöchster Vergrößerung nicht wirklich als Scheibchen. Mit einem scheinbaren Durchmesser von 0,15 Bogensekunden bleibt sie für uns bloß ein Punkt.


Ringförmige Tethysverfinsterung am 27.11.2024, 21:06-21:10 MEZ

Die OCCULT-Grafik (Copyright-Notiz) zeigt den Schattenwurf auf Tethys (Zeiten dort in UT), die Grafik von GUIDE (USA) illustriert den Anblick im nichtumkehrenden Teleskop.
Occult: Vorherberechnung für 27.11.2024 (UT)
27.11.2024: Stellung der Saturnmonde während der Tethys-Verfinsterung (GUIDE)
Ringförmige Tethysverfinsterung am 29.11.2024, 18:29-18:35 MEZ

Auch hier weilt der Mond sehr nahe der westlichen Ringkante. Er wird damit leicht Opfer der Überstrahlung. Die Transparenz des Himmels sowie die Güte des Teleskops bestimmen über die Sichtbarkeit mit. Eine hohe Vergrößerung verstärkt den scheinbaren Abstand zwischen dem Ring und der Tethys.
Occult: Vorherberechnung für 29.11.2024 (UT)
29.11.2024: Stellung der Saturnmonde während der Tethys-Verfinsterung (GUIDE)
Schattenwürfe auf den Saturn

Ähnlich wie die Jupitermonde können auch die Saturnmonde in manchen Jahren Schatten auf den Planeten werfen, vor seiner Kugel vorbeilaufen oder in Saturns Schatten verschwinden. Das geschieht zwischen 2022 und 2027 häufger.

Meines Wissens sind solche Ereignisse (Ausnahme eventuell Titan) mit Amateurmitteln aber nur sehr schwer beobachtbar: Denn der Mond- bzw. Mondschattendurchmesser bleibt selbst bei der vergleichbar großen Rhea unter 0,24". Zum Vergleich: Die Schattendurchmesser der vier großen Jupitermonde sind deutlich größer und erreichen Maximalwerte zwischen 1,0 und 1,7"!
Beim Riesenmond Titan (scheinbarer Durchmesser maximal 0,8") könnte es eher gelingen, seinen Schatten auf der Saturnkugel nachzuweisen - speziell mit fotografischen Mitteln.

Dazu bietet sich jetzt eine überaus seltene Serie von Gelegenheiten. Denn zwischen dem 12.11.2024 und dem 7.1.2025 kommt es zu einigen ganz speziellen, seltenen Titan-Eregnissen.

Beobachtungsaufgaben
    • Erspähen Sie Saturns Riesenmond Titan im Fernrohr?
    • Besitzt sein Lichtpünktchen einen pastellhaften Ton in größeren Instrumenten?
    • Wie würden Sie diesen Farbton beschreiben?
    • Machen Sie weitere Monde aus?
    • Gelingt Ihnen ein Blick auf Japetus in der westlichen Elongation?
    • Sehen Sie vielleicht sogar den sehr schwierigen Enceladus?
Fototipps gefällig?
    Die Saturnmonde besitzen nur geringe Helligkeit. Daher ist vor allem der Einsatz einer DSLR am Teleskop sinnvoll. Größtes Hindernis beim Fotografieren der Monde sind die hellen Saturnringe: Sie neigen dazu, nahe Monde zu überstrahlen.
    Mit der Digitalkamera am Teleskop ist es jedenfalls recht einfach, auch den lichtschwachen Enceladus einzufangen.
    Und hier kommen gleich sechs Saturnmonde ins Bild: Titan, Enceladus,  Tethys, Dione, Rhea und Japetus! Man beachte Titans wärmeren Farbton.
    Es geht noch besser: 7 auf einen Streich! Fotografiert mit der EOS 1000 im Fokus des LX90 (2000 mm Brennweite).
    Software für Saturnbeobachter
    Guide 9.0
    Das kommerzielle, aber preiswerte Planetariumsprogramm zeigt unter anderem auch die aktuelle Position der Saturnmonde.

    WinJUPOS
    Das kostenlose Programm von Grischa Hahn berechnet auch die Ephemeriden vom Erdmond, den Planeten und deren Monden. So stellt es auch die Saturnmond-Positionen dar. Unter dem Menüpunkt "Programm" wählen Sie "Himmelskörper" und dann "Saturn" aus, unter dem Menüpunkt "Werkzeuge" nehmen Sie die "Ephemeridenberechnung". Vermutlich müssen Sie aus dem Bild herauszoomen, um die Monde zu sehen (Website und  Download)

    Javascript Utility von S&T
    Die US-Zeitschrift Sky & Telescope bietet eine interaktive Webseite mit den Positionen der Saturnmonde.

    Occult
    Das kostenlose Occult (Australien) ist eigentlich spezialisiert auf die Berechnung von Sternbedeckungen durch den Erdmond. Es zeigt unter anderem aber auch die Positionen der Planetenmonde (Website und Download)

    High Precision Ephemeris Tool
    Das High Precision Ephemeris Tool kalkuliert z.B. auch enge Begegnungen der Planetenmonde. Ich besitze noch die ältere Kaufversion für Win XP. Die neuere, kostenlose Version läuft auf Win 7 und Win 10 - allerdings mit einschränkenden Lizenzbedingungen (Website und Download).


    Alle Angaben ohne Gewähr!
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