Artikel übernommen von Wattsupwiththat

Öffentliche Freigabe: 7-Feb-2019
Hubble enthüllt dynamische Atmosphären von Uranus, Neptun und der Umgebung.

NASA/Goddard Raumfahrtzentrum

Während seiner routinemäßigen jährlichen Überwachung des Wetters auf den äußeren Planeten unseres Sonnensystems hat das Hubble-Weltraumteleskop der NASA einen neuen mysteriösen dunklen Sturm auf Neptun entdeckt und einen frischen Blick auf einen langlebigen Sturm geworfen, der um die nördliche Polarregion auf Uranus kreist.

Wie die Erde haben auch Uranus und Neptun Jahreszeiten, die wahrscheinlich einige der Merkmale in ihrer Atmosphäre beeinflussen. Aber ihre Jahreszeiten sind viel länger als auf der Erde und erstrecken sich eher über Jahrzehnte als über Monate.

Die neue Hubble-Ansicht von Neptun zeigt den dunklen Sturm, gesehen in der oberen Mitte. Das Feature, das während des Südsommers des Planeten erscheint, ist der vierte und neueste mysteriöse dunkle Wirbel, der seit 1993 von Hubble erfasst wurde. Zwei weitere dunkle Stürme wurden 1989 von der Raumsonde Voyager 2 entdeckt, als sie über den abgelegenen Planeten flog. Seitdem hat nur Hubble die Empfindlichkeit in blauem Licht, um diese schwer fassbaren Merkmale zu verfolgen, die schnell erschienen und verblasst sind. Eine Studie unter der Leitung der University of California, Berkeley, schätzte der Studenten Andrew Hsu, dass die dunklen Flecken alle vier bis sechs Jahre in verschiedenen Breitengraden auftreten und nach etwa zwei Jahren verschwinden.

Hubble enthüllte den jüngsten Sturm im September 2018 auf der Nordhalbkugel von Neptun. Das Merkmal ist etwa 6.800 Meilen breit.

Rechts neben dem dunklen Feature befinden sich leuchtend weiße "Begleiterwolken". Hubble hat ähnliche Wolken beobachtet, die frühere Wirbel begleiten. Die hellen Wolken entstehen, wenn der Umgebungsluftstrom gestört wird und über den dunklen Wirbel nach oben abgelenkt wird, so dass Gase zu Methaneiskristallen gefrieren. Diese Wolken sind ähnlich wie Wolken, die als pfannkuchenförmige Merkmale erscheinen, wenn Luft über Berge auf der Erde geschoben wird (obwohl Neptun keine feste Oberfläche hat). Die lange, dünne Wolke links vom dunklen Fleck ist ein vorübergehendes Merkmal, das nicht Teil des Sturmsystems ist.

Es ist unklar, wie sich diese Stürme entwickeln. Aber wie bei Jupiters Great Red Spot wirbeln die dunklen Wirbel in antizyklonischer Richtung und scheinen Material aus tieferen Schichten in der Atmosphäre des Eisriesen zu schaufeln.

Die Hubble-Beobachtungen zeigen, dass bereits 2016 eine erhöhte Wolkenaktivität in der Region dem Auftreten des Wirbels vorausging. Die Bilder deuten darauf hin, dass sich die Wirbel wahrscheinlich tiefer in der Atmosphäre des Neptuns entwickeln und erst sichtbar werden, wenn die Spitze des Sturms höhere Höhen erreicht.

Die Momentaufnahme von Uranus, wie das Bild von Neptun, zeigt ein dominantes Merkmal: eine riesige, helle, stürmische Wolkenkappe über dem Nordpol.

Wissenschaftler glauben, dass dieses neue Merkmal das Ergebnis von Uranus' einzigartiger Drehung ist. Im Gegensatz zu jedem anderen Planeten im Sonnensystem wird Uranus fast auf die Seite gekippt. Aufgrund dieser extremen Neigung scheint die Sonne im Sommer des Planeten fast direkt auf den Nordpol und geht nie unter. Uranus nähert sich nun der Mitte der Sommersaison, und die Polarkappenregion wird immer prominenter. Diese Polarhaube kann sich durch jahreszeitliche Veränderungen der atmosphärischen Strömung gebildet haben.

Am Rande des Polarsturms befindet sich eine große, kompakte Methaneiswolke, die manchmal hell genug ist, um von Amateurastronomen fotografiert zu werden. Ein schmales Wolkenband umgibt den Planeten nördlich des Äquators. Es ist ein Rätsel, wie sich solche Bänder auf so schmale Breiten beschränken, denn Uranus und Neptun haben sehr breite, nach Westen blasende Windstrahlen.

Beide Planeten werden als Eisriesenplaneten eingestuft. Sie haben keine feste Oberfläche, sondern Mäntel aus Wasserstoff und Helium, die ein wasserreiches Innere umgeben, das selbst vielleicht um einen felsigen Kern gewickelt ist. Atmosphärisches Methan absorbiert rotes Licht, erlaubt aber, dass blaugrünes Licht zurück in den Raum gestreut wird, was jedem Planeten einen cyanfarbenen Farbton verleiht.

Die neuen Neptun- und Uranus-Bilder stammen aus dem OPAL-Programm (Outer Planet Atmospheres Legacy), einem langfristigen Hubble-Projekt unter der Leitung von Amy Simon vom Goddard Space Flight Center der NASA in Greenbelt, Maryland, das jährlich globale Karten der äußeren Planeten unseres Sonnensystems erfasst, wenn sie der Erde in ihren Bahnen am nächsten sind. Die Hauptziele der OPAL sind die Untersuchung langfristiger saisonaler Veränderungen sowie die Erfassung vergleichsweise vorübergehender Ereignisse, wie z.B. das Auftreten des dunklen Flecks von Neptun. Diese dunklen Stürme können so flüchtig sein, dass in der Vergangenheit einige von ihnen während mehrjähriger Lücken in Hubbles Beobachtungen von Neptun erschienen und verblasst sein könnten. Das OPAL-Programm sorgt dafür, dass Astronomen keinen weiteren verpassen.

Diese Bilder sind Teil eines Sammelalbums von Hubble-Schnappschüssen von Neptun und Uranus, die die Wetterverhältnisse auf diesen fernen, kalten Planeten über die Zeit verfolgen. So wie Meteorologen das Wetter auf der Erde nicht durch das Studium einiger Schnappschüsse vorhersagen können, können Astronomen atmosphärische Trends auf Sonnensystemplaneten nicht ohne regelmäßig wiederholte Beobachtungen verfolgen. Astronomen hoffen, dass Hubbles Langzeitüberwachung der äußeren Planeten ihnen helfen wird, die Geheimnisse zu lüften, die in diesen fernen Welten noch immer bestehen.

Die Analyse des Wetters auf diesen Welten wird den Wissenschaftlern auch helfen, die Vielfalt und Ähnlichkeit der Atmosphären von Sonnensystemplaneten, einschließlich der Erde, besser zu verstehen.