Das Weltraumteleskop Hubble gibt Astronomen einen neuen Blick auf Veränderungen in Saturns ausgedehnter und turbulenter Atmosphäre, während die nördliche Hemisphäre vom Sommer zum Herbst übergeht. Dies zeigt diese Sequenz von Bildern aus den Jahren 2018, 2019 und 2020 (von links nach rechts).
“Diese kleinen jährlichen Veränderungen an Saturns Farbbändern sind faszinierend”, sagte Amy Simon, Planetenforscherin am Goddard Space Flight Center der NASA in Greenbelt (Maryland). “Während Saturns nördliche Hemisphäre auf den Herbst zugeht, sehen wir Veränderungen an den polaren und äquatorialen Regionen, aber wir sehen auch, dass sich die Atmosphäre über viel kürzere Zeitspannen verändert.” Simon ist die Hauptautorin einer Studie über diese Beobachtungen, die am 11. März 2021 im Planetary Science Journal veröffentlicht wurde.
“Was wir sahen, war eine kleine Veränderung von Jahr zu Jahr, was die Farbe, die mögliche Wolkenhöhe und die Winde angeht. Es ist nicht überraschend, dass die Veränderungen nicht groß sind, weil wir nur einen kleinen Bruchteil eines Saturnjahres betrachten”, sagte Simon. “Wir erwarten große Veränderungen in einem jahreszeitlichen Maßstab; dies zeigt also den Fortschritt in Richtung der kommenden Jahreszeit.”
Die Hubble-Daten zeigen, dass der Äquator zwischen 2018 und 2020 etwa 5-10 Prozent heller wurde und dass sich die Winde leicht veränderten. Im Jahr 2018 wurden die Winde nahe des Äquators mit Geschwindigkeiten von etwa 1.600 Kilometern pro Stunde gemessen. Das ist höher als die von der NASA-Raumsonde Cassini in den Jahren 2004-2009 gemessenen Geschwindigkeiten, die bei rund 1.300 Kilometern pro Stunde lagen. In den Jahren 2019 und 2020 verringerten sie sich wieder auf die von Cassini gemessenen Werte. Saturns Winde variieren auch in der Höhe, daher könnten die gemessenen Veränderungen der Windgeschwindigkeiten möglicherweise bedeuten, dass die Wolken im Jahr 2018 etwa 60 Kilometer tiefer waren als jene, die von Cassini gemessen wurden. Weitere Beobachtungen sind erforderlich, um sagen zu können, was dort passiert.
Saturn ist der sechste Planet von der Sonne aus gezählt und umkreist sie in einer Distanz von circa 1,4 Milliarden Kilometern. Er braucht rund 29 Erdjahre für eine Umkreisung, weshalb jede Jahreszeit auf Saturn mehr als sieben Erdjahre dauert. Die Erde ist in Bezug zur Sonne geneigt, was während der Umkreisung der Sonne die Menge des Sonnenlichts verändert, die jede Hemisphäre erreicht. Diese Veränderungen der Sonnenenergie verursachen unsere Jahreszeiten. Saturn ist ebenfalls geneigt, so dass die jahreszeitlichen Veränderungen der Sonneneinstrahlung einige der beobachteten atmosphärischen Veränderungen verursachen könnten.
Wie Jupiter, der größte Planet des Sonnensystems, ist Saturn ein Gasriese, der hauptsächlich aus Wasserstoff und Helium über einem Gesteinskern besteht. Enorme Stürme, manche so groß wie die Erde, tauchen gelegentlich aus den Tiefen der Atmosphäre auf. Weil viele der um andere Sterne entdeckten Planeten ebenfalls Gasriesen sind, wollen Astronomen mehr darüber erfahren, wie die Atmosphären von Gasriesen funktionieren.
Saturn ist der zweitgrößte Planet des Sonnensystems; sein Durchmesser entspricht mehr als dem neunfachen Erddurchmesser. Er besitzt über 50 Monde und ein spektakuläres Ringsystem, das hauptsächlich aus Wassereis besteht. Zwei seiner Monde, Titan und Enceladus, scheinen Ozeane unter ihren Eiskrusten zu besitzen, die Leben unterstützen könnten. Titan, der größte Mond Saturns, ist der einzige Mond in unserem Sonnensystem, der über eine dichte Atmosphäre verfügt. Dort gibt es Wolken, aus denen flüssiges Methan und andere Kohlenwasserstoffe auf die Oberfläche herabregnen und Flüsse, Seen und Meere bilden. Man vermutet, dass dieses Gemisch aus chemischen Substanzen der Erde vor Milliarden Jahren ähnelt, als erstmals Leben entstand. Die Dragonfly-Mission der NASA wird über die Oberfläche Titans fliegen und an verschiedenen Orten landen, um nach primordialen Bausteinen des Lebens zu suchen.
Die Saturn-Beobachtungen sind Teil von Hubbles Outer Planets Atmospheres Legacy (OPAL) Program. “Das OPAL-Programm erlaubt uns, jedes Jahr alle äußeren Planeten zu beobachten und neue Entdeckungen zu ermöglichen und zu sehen, wie sich die Planeten im Verlauf der Zeit verändern”, sagte Simon, die leitende Wissenschaftlerin des OPAL-Programms.
Das Hubble Space Telescope ist ein Projekt internationaler Zusammenarbeit zwischen der NASA und der European Space Agency (ESA). Das Goddard Space Flight Center der NASA in Greenbelt (Maryland) betreibt das Teleskop. Das Space Telescope Science Institute (STScI) in Baltimore führt die wissenschaftlichen Operationen Hubbles durch. Das STScI wird von der Association of Universities for Research in Astronomy in Washington, D.C. für die NASA geleitet.
(THK)
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