‚Echte‘ Farbbilder zeigen die geschätzten echten Farbtöne von zwei Planeten des Sonnensystems. Uranus ist auf der linken Seite, Neptun auf der rechten.(Bildnachweis: Patrick Irwin)
Im Sommer 1989 funkte die NASA-Raumsonde Voyager 2 aus einem entlegenen Teil unseres Sonnensystems, in dem das Sonnenlicht nur ein laues Glühen ist, die allerersten Bilder des Neptun zur Erde. Die Bilder zeigten, dass der äußerste Planet der Sonne eine atemberaubende, tiefblaue Kugel ist. Im Gegensatz dazu erschien Uranus, Neptuns Nachbarplanet und der erste, der mit einem Teleskop entdeckt wurde, deutlich blasser.
Die beiden scheinbaren Zwillingswelten haben eine Menge gemeinsam. Sie sind ungefähr gleich groß, fast gleich massiv und beide sind von tiefen Atmosphären umgeben, die aus ähnlichen Materialien bestehen. Warum also waren die beiden Kugeln in unterschiedlichen Blautönen gehalten? Diese Frage beschäftigt die Wissenschaftler schon seit Jahrzehnten.
Nun aber zeigt eine neue Analyse der Bilder von Voyager 2, dass beide Eisriesen in der Tat einen ähnlichen grünlich-blauen Farbton haben, was die „bisher genaueste Darstellung“ der Farben der Planeten ist, so die neue Studie.
Wie konnten wir das übersehen?
In den späten 1900er Jahren wurden die Bilder, die Voyager 2 von Uranus und Neptun aufnahm, in einzelnen Farben kombiniert, um zusammengesetzte Bilder zu erstellen, die die Planeten in Cyan bzw. Azur zeigten. Während die veröffentlichten Bilder von Uranus nahe an seiner wahren Farbe bearbeitet wurden, wurden die frühen Neptunbilder „gestreckt und verbessert“, um seine Wolken, Bänder und Winde darzustellen, „und daher künstlich zu blau gemacht“, sagte der Hauptautor der Studie, Patrick Irwin, ein Planetenphysiker an der Universität Oxford in Großbritannien, in einer Erklärung.
„Obwohl die künstlich gesättigte Farbe damals unter Planetenforschern bekannt war – und die Bilder mit erklärenden Bildunterschriften veröffentlicht wurden – war diese Unterscheidung im Laufe der Zeit verloren gegangen.“
Um dieses Missverständnis auszuräumen, verwendeten Irwin und seine Kollegen neue Bilder des Hubble-Weltraumteleskops der NASA und des Very Large Telescope der Europäischen Weltraumorganisation (ESA), deren Instrumente ein reichhaltiges Farbspektrum in jedem Pixel einfangen, so dass durch ihre Verarbeitung die „wahren scheinbaren Farben“ von Uranus und Neptun ermittelt werden konnten.
Dann überprüfte das Team die Bilder von Voyager 2 und glich sie mit den neuen Daten ab, wobei sich herausstellte, dass beide Planeten tatsächlich ähnliche Blautöne aufweisen. Die Farbe kommt von einer Methanschicht in der Atmosphäre der Planeten, die die rote Farbe des Sonnenlichts absorbiert.
Uranus ist etwas weißer, so die neue Studie, was möglicherweise daran liegt, dass sich in seiner etwas „stagnierenden, trägen“ Atmosphäre der Methanschleier ansammelt, der die roten Anteile des Sonnenlichts stärker reflektiert als bei Neptun.
Voyager 2/ISS-Bilder von Uranus und Neptun, die kurz nach den Vorbeiflügen von Voyager 2 in den Jahren 1986 bzw. 1989 aufgenommen wurden, verglichen mit einer erneuten Verarbeitung der einzelnen Filterbilder in dieser Studie, um die beste Schätzung der wahren Farben dieser Planeten zu ermitteln. (Bildnachweis: Patrick Irwin)
Uranus, gesehen von HST/WFC3 von 2015-2022. Während dieser Sequenz schwingt der Nordpol, der eine blassere grüne Farbe hat, nach unten in Richtung Sonne und Erde. In diesen Bildern sind der Äquator und die Breitengradlinien bei 35N und 35S markiert. (Bildnachweis: Patrick Irwin)
Das Vorhandensein von angesammelten Methaneispartikeln könnte auch erklären, warum Uranus seine Farbe während seiner 84-jährigen Umlaufbahn um die Sonne leicht verändert. Bilder, die zwischen 1950 und 2016 vom Lowell Observatory in Arizona aufgenommen wurden, zeigen, dass der Planet während der Sonnenwenden – wenn einer seiner Pole zur Sonne zeigt – grüner und während der Tagundnachtgleichen, wenn die Sonne direkt über seinem Äquator scheint, blauer erscheint.
Durch den Vergleich der Helligkeit der Pole des Uranus mit der seiner Äquatorregionen auf diesen Bildern kamen Irwin und sein Team zu dem Schluss, dass Methan in der Nähe der Pole wahrscheinlich nur halb so häufig vorkommt wie am Äquator, was die wechselnden Farben erklärt.
„Die Fehleinschätzung der Farbe von Neptun sowie die ungewöhnlichen Farbänderungen von Uranus haben uns jahrzehntelang beschäftigt“, sagte Heidi Hammel von der Association of Universities for Research in Astronomy, die nicht an der neuen Studie beteiligt ist. „Diese umfassende Studie sollte beide Probleme endlich aus der Welt schaffen.“
Diese Forschungsarbeit wird in einem Artikel beschrieben, der am Donnerstag (4. Januar) in der Zeitschrift Monthly Notices of the Royal Astronomical Society veröffentlicht wurde.
