Seit dem Reisen 2 seinen historischen Vorbeiflug am Saturn machte, waren sich Astronomen des anhaltenden sechseckigen Sturms um den Nordpol des Gasriesen bewusst. Dieser sechsseitige Jetstream fasziniert seit jeher aufgrund seiner schieren Größe und immensen Kraft. Mit einem Durchmesser von etwa 13.800 km (8.600 Meilen) ist dieses Wettersystem größer als der Planet Erde.
Und dank der neuesten Daten der CassiniWeltraumsonde , die 2009 in die Umlaufbahn um Saturn eintrat, scheint dieser Sturm noch seltsamer zu sein als bisher angenommen. Basierend auf Bildern, die zwischen 2012 und 2016 aufgenommen wurden, scheint sich die Farbe des Sturms von einem bläulichen Dunst zu einem goldbraunen Farbton geändert zu haben.
Die Gründe für diese Änderung bleiben ein Rätsel, aber Wissenschaftler vermuten, dass sie das Ergebnis saisonaler Veränderungen aufgrund der nahenden Sommersonnenwende (die im Mai 2017 stattfinden wird) sein könnten. Insbesondere glauben sie, dass die Veränderung durch eine Zunahme der Produktion von photochemischen Trübungen in der Atmosphäre getrieben wird, die auf die erhöhte Sonneneinstrahlung zurückzuführen ist.
Natürliche Farbbilder, aufgenommen mit der Cassini-Weitwinkelkamera der NASA, die das sich verändernde Erscheinungsbild der Nordpolarregion des Saturn zwischen 2012 und 2016 zeigen. Bildnachweis: NASA/JPL-Caltech/Space Science Institute/Hampton University
Diese Argumentation basiert teilweise auf früheren Beobachtungen von Saisonwechsel auf Saturn . Wie die Erde erlebt Saturn Jahreszeiten, weil seine Achse relativ zu seiner Bahnebene (26,73°) geneigt ist. Aber da seine Umlaufzeit fast 30 Jahre beträgt, dauern diese Jahreszeiten sieben Jahre.
Zwischen November 1995 und August 2009 erfuhr der sechseckige Sturm auch einige ernsthafte Veränderungen, die mit dem Übergang des Saturn von seiner Herbst- zu seiner Frühlings-Tagundnachtgleiche zusammenfielen. Während dieser Zeit wurde die Nordpolaratmosphäre frei von Aerosolen, die durch photochemische Reaktionen erzeugt wurden, was auch darauf zurückzuführen war, dass die Nordpolarregion weniger Sonnenlicht erhielt.
Seitdem ist die polare Atmosphäre jedoch ständigem Sonnenlicht ausgesetzt, und dies fiel zusammen mit der Bildung von Aerosolen im Inneren des Sechsecks, die die polare Atmosphäre verschwommen erscheinen ließen. Wie Linda J. Spilker, die Projektwissenschaftlerin der Cassini-Mission, Universe Today per E-Mail sagte:
„Wir haben in den letzten 4 Jahren dramatische Veränderungen der Farbe im Nordpol-Sechseck des Saturn gesehen. Diese Farbänderung ist wahrscheinlich das Ergebnis des Wechsels der Jahreszeiten bei Saturn, während sich Saturn im Mai 2017 auf die nördliche Sommersonnenwende zubewegt. Wenn mehr Sonnenlicht auf das Sechseck scheint, werden mehr Dunstpartikel produziert und dieser Dunst verleiht dem Sechseck eine goldenere Farbe.“
Diagramm, das die wichtigsten Ereignisse des Saturnjahres zeigt und wo im Saturnjahr die Missionen Voyager 1 und Cassini stattfanden. Bildnachweis: Ralph Lorenz
All dies hat Wissenschaftlern geholfen, theoretische Modelle der Saturnatmosphäre zu testen. In der Vergangenheit wurde spekuliert, dass dieser sechsseitige Sturm als Barriere fungiert, die das Eindringen von Dunstpartikeln von außen verhindert. Die vorherigen Farbunterschiede – die Atmosphäre des Planeten war golden, während der Polarsturm dunkler und bläulich war – schienen dies sicherlich zu bestätigen.
Die Tatsache, dass es jetzt seine Farbe ändert und dem Rest der Atmosphäre ähnlicher wird, könnte bedeuten, dass sich die chemische Zusammensetzung der Polarregion jetzt ändert und dem Rest des Planeten ähnlicher wird. Andere Effekte, darunter Veränderungen der atmosphärischen Zirkulation (die wiederum das Ergebnis jahreszeitlich verschieblicher solarer Erwärmungsmuster sind) könnten die Winde in den Polarregionen ebenfalls beeinflussen.
Unnötig zu erwähnen, dass die Riesenplaneten des Sonnensystems schon immer eine Quelle der Faszination für Wissenschaftler und Astronomen waren. Und wenn diese neuesten Bilder ein Hinweis darauf sind, dann müssen wir noch viel über die Dynamik ihrer Atmosphären lernen.
„Es ist sehr aufregend zu sehen, wie sich die sechseckige Farbe des Saturn mit den wechselnden Jahreszeiten verändert“, sagte Spilker. „Mit Saturn-Saisons von über 7 Jahren zeigen uns diese neuen Ergebnisse, dass sich das Warten auf jeden Fall lohnt.“
Die Jahreszeiten auf Saturn, visualisiert mit Bildern, die vom Hubble Heritage Team aufgenommen wurden. Quelle: R. G. French (Wellesley College) et al./NASA/ESA/Hubble Heritage Team (STScI/AURA)
Es zeigt auch, dass Cassini, das seit 1997 in Betrieb ist, immer noch in der Lage ist, neue Erkenntnisse über Saturn und sein Mondsystem zu gewinnen. Dazu gehörten in den letzten Wochen auch Informationen über saisonale Schwankungen auf Titan , Saturns größter Mond. Bis zum 22. April 2017 wird die Sonde ihre letzten 22 Umlaufbahnen um Saturn beginnen. Abgesehen von Missionsverlängerungen soll es am 15. September 2017 in die Saturnatmosphäre eintreten (und damit seine Mission beenden).
Weiterlesen: NASA/JPL/Caltech