Ein großer Sturm, der durch die Atmosphäre in der nördlichen Hemisphäre des Saturns tobt, wie er von der NASA-Raumsonde Cassini im Jahr 2010 beobachtet wurde.(Bildnachweis: NASA/JPL-Caltech/Space Science Institute)
Wie eine Glühbirne, die zwischen Hoch- und Niederspannungsmodus wechselt, pumpt der Saturn je nach Jahreszeit unterschiedliche Wärmemengen ins All, wie eine neue Analyse von Daten der NASA-Raumsonde Cassini zeigt.
Eine spürbare Auswirkung dieses Stroms sind Turbulenzen in der Saturnatmosphäre, die Stürme auf der nördlichen und südlichen Hemisphäre erzeugen, die stark genug sind, um den Planeten zu umhüllen, berichten die Wissenschaftler in einem am Dienstag (18. Juni) in der Zeitschrift Nature Communications veröffentlichten Artikel.
Solche jahreszeitlichen Veränderungen in der Wärmestrahlung von Saturn und anderen Gasriesen sind in den Modellen, die das Klima und die Entwicklung der Planeten beschreiben, noch nicht berücksichtigt worden. Diese Modelle gehen davon aus, dass die Planeten die Wärme gleichmäßig in alle Richtungen und mit einer konstanten Rate abstrahlen, sagte Liming Li, ein Physikprofessor an der Universität Houston, der vor einem Jahrzehnt herausgefunden hat, dass Saturn die Energie nicht gleichmäßig abstrahlt und Mitautor der neuen Studie ist, zuvor gegenüber kosmischeweiten.de.
„Wir glauben, dass unsere Entdeckung dieses saisonalen Energieungleichgewichts eine Neubewertung dieser Modelle und Theorien erforderlich macht“, sagte Xinyue Wang von der University of Houston in Texas, die die neue Studie leitete, in einer kürzlich veröffentlichten Erklärung.
Astronomen wissen seit langem, dass Saturn die doppelte Energie, die er von der Sonne aufnimmt, ins All zurückgibt. Die zusätzliche Energie kommt aus dem Inneren des Saturns, wo die von seiner Geburt übrig gebliebene Hitze die Temperaturen auf etwa 15.000 Grad Fahrenheit (8.300 Grad Celsius) treibt – heißer als die Oberfläche der Sonne. Ein großer Teil dieser inneren Hitze ist ein Nebenprodukt der langsamen Kompression des Planeten aufgrund seiner Schwerkraft, und ein Teil könnte durch Reibung entstehen, die durch das Absinken der Heliummengen in Richtung des Planetenkerns ausgelöst wird.
Als die NASA-Raumsonde Cassini 2004 auf dem Saturn eintraf, befand sich der Gasriese mitten im südlichen Sommer und sein Südpol war der Sonne zugewandt, während die nördliche Hemisphäre in die Dunkelheit des Winters gehüllt war. Im Jahr 2009, zur Tagundnachtgleiche, erwärmte das Sonnenlicht beide Hälften des Planeten in gleichem Maße. Cassini erlebte drei Jahreszeiten auf der Nordhalbkugel des Saturn, bevor die Sonde im September 2017 absichtlich in die Atmosphäre des Gasriesen eintauchte: Frühling, Sommer und Winter, von denen jede etwa sieben Erdenjahre dauert.
Während frühere Forschungen unter der Leitung von Li gezeigt hatten, dass die vom Saturn abgestrahlte Wärme mit seinen Jahreszeiten übereinstimmt, zeigt die neue Studie, dass diese periodischen Veränderungen auch auf wechselnde Mengen an Sonnenlicht zurückzuführen sind, die absorbiert werden, wenn der Gasriese auf seiner eiförmigen, 30 Jahre dauernden Umlaufbahn um die Sonne zwischen dem nächstgelegenen und dem entferntesten Punkt hin und her schwankt.
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„Dies gibt uns nicht nur neue Einblicke in die Entstehung und Entwicklung von Planeten, sondern verändert auch die Art und Weise, wie wir über Planeten- und Atmosphärenforschung denken sollten“, sagte Li in der Erklärung.
