Neue Simulationen der Johns Hopkins University bieten einen erstaunlichen Blick in das Innere Saturns und sprechen dafür, dass eine dicke Schicht aus Heliumregen das planetare Magnetfeld beeinflusst.
Die Modelle wurden diese Woche im Journal AGU Advanced veröffentlicht und lassen auch darauf schließen, dass das Innere Saturns in der Äquatorialregion höhere Temperaturen und in höheren Breiten geringere Temperaturen auf der Oberseite der Heliumregenschicht aufweisen könnte. Es ist sehr schwierig, die innere Struktur großer Gasplaneten zu untersuchen, und die Ergebnisse verbessern die Möglichkeiten, Saturns verborgene Regionen zu kartieren.
“Aus der Untersuchung, wie Saturn entstand und sich im Lauf der Zeit entwickelte, können wir viel über die Entstehung anderer saturnähnlicher Planeten in unserem eigenen Sonnensystem und darüber hinaus erfahren”, sagte die Co-Autorin Sabine Stanley, eine Physikerin an der Johns Hopkins University.
Saturn sticht aus den Planeten in unserem Sonnensystem heraus, weil sein Magnetfeld fast perfekt symmetrisch um seine Rotationsachse zu sein scheint. Detaillierte Messungen des Magnetfeldes aus den letzten Orbits der NASA-Mission Cassinie bieten eine Möglichkeit, um den inneren Aufbau des Planeten – den Ursprung des Magnetfeldes – besser zu verstehen, sagte der Hauptautor Chi Yan, ein Doktorand an der Johns Hopkins University.
Durch das Einpflegen der Daten von der Cassini-Mission in leistungsfähige Computersimulationen ähnlich jenen, die zur Wetter- und Klimavorhersage verwendet werden, untersuchten Yan und Stanley, welche Bestandteile notwendig sind, um den Dynamo (den elektromagnetischen Umwandlungsmechanismus) zu erzeugen, der für Saturns Magnetfeld verantwortlich sein könnte.
“Eine Sache, die wir entdeckten, war wie empfindlich das Modell gegenüber sehr speziellen Dingen wie der Temperatur war”, sagte Stanley, die auch Bloomberg Distinguished Professor am Department of Earth & Planetary Sciences und am Space Exploration Sector des Applied Physics Lab ist. “Und das bedeutet, wir haben eine wirklich interessante Studie zu Saturns tiefem inneren Aufbau bis in eine Tiefe von 20.000 Kilometern. Es ist wie eine Art Röntgenblick.”
Bemerkenswerterweise lassen Yans und Stanleys Simulationen vermuten, dass tatsächlich ein leichter Grad der Asymmetrie nahe Saturns Nord- und Südpolen existiert. “Obwohl Saturn in unseren Beobachtungen perfekt symmetrisch aussieht, können wir das Magnetfeld in unseren Computersimulationen komplett studieren”, sagte Stanley.
Direkte Beobachtungen an den Polen wären zur Bestätigung nötig, aber das Ergebnis könnte Auswirkungen darauf haben, ein anderes Problem zu verstehen, das Wissenschaftler seit Jahrzehnten beschäftigt: Wie misst man Saturns Rotationsgeschwindigkeit oder mit anderen Worten, die Tageslänge auf dem Planeten?
Dieses Projekt wurde mit Ressourcen des Maryland Advanced Research Computing Center (MARCC) durchgeführt.
(THK)
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