Elektroheizung Polarlichter heizen Saturns Atmosphäre auf

Der Gasriese Saturn ist weit weg von der Sonne, trotzdem sind die äußeren Schichten seiner Atmosphäre ziemlich heiß. Astronomen haben jetzt eine Erklärung: Polarlichter heizen dem Gasriesen ein.

Dieses aus Daten des NASA-Raumschiffs Cassini zusammengesetzte Falschfarbenbild zeigt das Glühen von Polarlichtern, die etwa 1.000 Kilometer (600 Meilen) von den Wolkenspitzen der südlichen Polarregion des Saturn entfernt sind.
Dieses aus Daten des NASA-Raumschiffs Cassini zusammengesetzte Falschfarbenbild zeigt das Glühen von Polarlichtern, die etwa 1.000 Kilometer von den Wolkenspitzen der südlichen Polarregion des Saturn entfernt sind. Bildrechte: NASA/JPL/ASI/University of Arizona/University of Leicester

Bergsteiger wissen: Oben, in den sprichwörtlich eisigen Höhen, wird die Luft immer kälter. Doch das ändert sich ab etwa 80.000 Metern über dem Boden. Dort beginnt die sogenannte Thermosphäre, die bis in 500 Kilometer Höhe reicht. Und die ist aufgrund der eintreffenden Sonnenstrahlung ziemlich heiß, 1.700 Grad am Tag und 300 Grad in der Nacht.

Cassini durchleuchtete die Saturn-Atmosphäre mit einem Trick

Der Gasriese Saturn ist deutlich weiter von der Sonne entfernt. Trotzdem ist auch das Gas in seiner Thermosphäre ziemlich heiß, zwischen 120 und 312 Grad Celsius. Weltraumforscher suchen seit längerer Zeit eine Erklärung für dieses Phänomen. Ein Team um Zahra Brown von der Universität Arizona präsentiert jetzt eine mögliche Antwort. Die eng mit dem Nasa Jet Propulsion Labratory zusammenarbeitende Gruppe hat dafür Daten der Raumsonde Cassini ausgewertet.

Kurz bevor Cassinis Mission endete, umkreiste die Sonde den Ringplaneten 22 Mal. Dabei durchleuchtete sie die Atmosphäre mit einem Trick: Sie nahm helle Hintergrundsterne in den Blick und verfolgte ihr Licht durch die oberen Gastschichten des Saturns. Und dabei zeigte sich: Offenbar erhitzen einfallende Polarlichter die Thermosphäre.

Phänomen den Polarlichtern auf der Erde ähnlich

Ähnlich wie bei der Aurora Borealis auf der Erde erzeugen von der Sonne kommende Partikel auch an den Polen des Saturns Lichter. Dabei entstehen elektrische Ströme wie bei einem Gewitter. Und diese Elektroheizung erwärmt offenbar die Thermosphäre. Starke Winde verteilen die Wärme dann über den Planeten.

Die Ergebnisse der Analyse "helfen bei der Beantwortung der Frage, warum der oberste Teil der Atmosphäre so heiß ist, während der Rest – aufgrund der großen Entfernung von der Sonne – kalt ist", sagt Co-Autor Tommi Koskinen. Die Untersuchung soll helfen, das Phänomen des sogenannten Weltraumwetters, also Partikelströme von der Sonne, insgesamt besser zu verstehen. Der Erde und besonders den elektronischen Systemen der Menschheit können diese Partikel sehr gefährlich werden, wenn es zu plötzlichen, starken Sonneneruptionen kommt.

Cassini hat den Saturn 13 Jahre lang beobachtet

Die Raumsonde Cassini hat Saturn insgesamt 13 Jahre lang beobachtet. Kurz bevor ihr der Treibstoff ausging, wurde sie in der Atmosphäre des Gasriesen versenkt. Damit wollten die Leiter der Mission verhindern, dass das Raumschiff versehentlich auf dem Mond Enceladus stürzt. Dort könnte es nach Ansicht einiger Wissenschaftler Leben in einem Ozean aus flüssigem, warmen Salzwasser unter einer dicken Eisschicht geben.

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