Dynamische Strukturbildung in dichten (kollisionsdominierten) planetaren Ringen unter Einfluss gravitativer Störkräfte

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In den Daten und Bildern der NASA Voyager-Sonden wurde eine unerwartete Vielfalt an Strukturen in den dichten Ringen Saturns deutlich: Die Ringe zerfallen scheinbar in eine riesige Zahl von kleineren Ringen, ohne eine deutliche Regularität in Abstand oder Breite. Eine allgemein akzeptierte Erklärung für den Großteil der beobachteten Struktur existiert bisher nicht. Ein vielversprechender aktueller Ansatz zu deren Verständnis ist die viskose oszillatorische Instabilität der Ringströmung: Erst kürzlich wurde in molekulardynamischen Simulationen (in guter quantitativer Übereinstimmung mit theoretischen Modellen) gezeigt, dass dieser Mechanismus tatsächlich radiale Strukturen erzeugt, in Parameterbereichen, die für die Saturnringe plausibel sind. Mit den Untersuchungen des vorgeschlagenen Projekts soll anhand von analytischen und numerischen Modellrechnungen, im Vergleich mit direkten Teilchensimulationen, ein vertieftes Verständnis der Strukturbildung in dichten kollisionsdominierten planetaren Ringen erreicht werden. Im Hinblick auf die NASA/ESA Cassini-Mission (Ankunft am Saturn 2004) ist eine intensive Forschung auf diesem Gebiet besonders wichtig. Kernziele des Projekts sind die Untersuchung der Strukturbildung auf langen Skalen (100-1000 km) sowie der Einfluss der gravitativen Störungen durch die Monde des Saturnsystems.