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Die rätselhafte Aurora des Saturn
17. Februar 2005. Wissenschaftler haben anhand von Daten des Weltraumteleskops Hubble und der Raumsonde Cassini herausgefunden, dass sich die Aurorae des Saturn anders verhalten, als sie es die letzten 25 Jahre glaubten.


Diese Aufnahmen einer Aurora des Saturn wurden am 24., 26. und 28. Januar von Hubble gemacht. (Quelle: NASA)

Die Forschergruppe um John Clarke von der Boston University fanden heraus, dass die Aurorae, die lange Zeit für ein Mittelding zwischen denen auf der Erde und denen des Jupiter gehalten wurden, fundamentale Unterschiede zu beiden aufweisen.

Hubble nahm während mehrerer Wochen Infrarotbilder der Aurorae auf, während Cassini’s Radio- und Plasmawelleninstrument erhöhte Radioemissionen aus derselben Region des Planeten maß. Cassini’s Plasmaspektrometer und das Magnetometer maßen die Stärke der Aurora anhand des Sonnenwindes. Sämtliche Messdaten wurden anschließend kombiniert um das bisher gründlichste Gesamtbild der Aurorae und des verursachenden Sonnenwindes zu erhalten.

Die Ergebnisse zeigen, dass die Aurorae von Tag zu Tag variieren, wie auf der Erde auch, wo sie an einigen Tagen wandern und an anderen Tagen an Ort und Stelle bleiben. Verglichen mit den irdischen Aurorae, die nur für zehn Minuten größere Helligkeiten erreichen, dauern die des Saturn mehrere Tage.

Die Beobachtungen deuten darauf hin, dass das Magnetfeld der Sonne und der Sonnenwind eine weitaus größere Rolle spielen könnten als bislang vermutet. Hubble Aufnahmen zeigen, dass die Aurorae manchmal still stehen während der Planet unter ihnen rotiert (wie auf der Erde), manchmal folgen sie der Rotation wie die des Jupiter. Der Unterschied deutet darauf hin, dass die Aurorae des Saturn unerwarteterweise durch das Magnetfeld der Sonne sowie den Sonnenwind und nicht durch die Richtung Sonnenwindmagnetfeldes beeinflusst werden.

„Die Aurorae der Erde und des Saturn werden durch Schockwellen des Sonnenwindes und dadurch generierte elektrische Felder angeregt,“ sagt Dr. Frank Crary vom Southwest Research Institute in San Antonio, Texas. „Überraschenderweise spielt das Magnetfeld des Sonnenwindes bei Saturn eine kleinere Rolle.“

Wenn das Magnetfeld des Sonnenwindes nach Süden zeigt und auf die Erde trifft, die ein entgegengesetztes Magnetfeld hat, löschen sich die Felder teilweise aus. Das lässt den Sonnenwinddruck und die elektrischen Felder eindringen, so dass sie einen starken Einfluss auf Aurorae haben. Zeigt das Magnetfeld des Sonnenwindes nicht nach Süden, werden Aurorae nicht beeinflusst. „Beim Saturn sahen wir Magnetfelder des Sonnenwindes die weder besonders stark nach Süden noch nach Norden ausgerichtet waren. Die Richtung des Magnetfeldes hatte keinen großen Einfluss auf die Aurorae. Trotzdem verursachten Sonnenwind und elektrische Felder eine hohe Aktivität der Aurorae,“ sagt Crary.

Aus dem All betrachtet sieht eine Aurora aus wie ein Energiering der die Polarregion eines Planeten umkreist. Aurorae werden angeregt, wenn geladene Teilchen mit der Magnetosphäre eines Planeten reagieren und in die obere Atmosphäre gelangen. Dort kollidieren sie mit Molekülen und Atomen und setzen Lichtenergie sowie Radiowellen frei.

Obwohl die Aurorae des Saturn einige Charakteristika mit denen der Erde und des Jupiter teilen, sind sie jedoch grundverschieden. Wenn Saturns Aurorae heller und stärker werden, wird der Ring, der den Pol umgibt, gleichzeitig dünner. Außerdem werden die Aurorae im Gegensatz zu den anderen Planeten an der Tag-Nacht-Grenze intensiver, dort, wo auch die magnetischen Stürme stärker sind. Zu bestimmten Zeiten ist der Ring einer Aurora eher eine Spirale, deren Enden nicht verbunden sind.

Gemeinsamkeiten gibt es bei den Radiowellen. „Wir wissen das auf der Erde die Radiowellen von den hellsten Bögen stammen, und das gleiche trifft auf dem Saturn zu. Die Ähnlichkeit verrät uns, dass die Physik im Grunde die gleiche ist.“

Quelle: NASA zur Startseite...
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