Seltenes Foto: Auroras auf Uranus Spotted by Hubble Telescope

Astronomen haben von einem Teleskop in der Nähe der Erde aus die ersten Auroras auf dem Planeten Uranus gesehen, die verführerische Ansichten der schwer zu findenden Lichtshows des geneigten Riesenplaneten offenbaren.

Die Uranus-Aurora-Fotos wurden vom Hubble-Weltraumteleskop aufgenommen und markieren das erste Mal, dass die Lichtshow des eisblauen Planeten von einem Observatorium in der Nähe der Erde gesehen wurde. Bis jetzt waren die einzigen Ansichten von Auroras auf Uranus von der NASA Voyager Sonde, die 1986 durch den Planeten zog.

Das Fotografieren der neuen Fotos war keine leichte Aufgabe: Hubble zeichnete Auroras an der Tagseite von Uranus nur zweimal auf, beide Male im Jahr 2011, während der Planet 2,5 Milliarden Meilen (4 Milliarden Kilometer) von der Erde entfernt war. Die Beobachtungszeit musste sorgfältig mit einem vorübergehenden Sonnensturm zeitlich abgestimmt werden, um Hubbles Aussicht zu maximieren, Polarlichter auf dem Planeten zu sehen, sagten Forscher. Die beiden Bilder wurden zu einem einzigen Foto für die Veröffentlichung zusammengefasst.

Auroras entstehen durch das Wechselspiel zwischen dem Magnetfeld eines Planeten und geladenen Teilchen aus dem Sonnenwind. Die Magnetosphäre trichtert die Partikel in die obere Atmosphäre des Planeten, wo Wechselwirkungen zwischen der Atmosphäre und den solaren Partikeln ein sichtbares Leuchten verursachen. Auf der Erde treten Polarlichter an den magnetischen Nord- und Südpolen auf, so dass die Lichtanzeigen als Nord- oder Südlicht bezeichnet werden.

Uranus Auroras in Aktion

Der letzte Blick auf Uranus Auroras kam von NASA Voyager 2 Raumfahrzeug, als es vor mehr als 25 Jahren durch den Planeten flog.

Der Vorbeiflug der Voyager 2 zeigte, dass Uranus ein "seltsames Biest" war, sagte der planetarische Wissenschaftler Fran Bagenal von der Universität von Colorado in Boulder, Colorado, in einer Erklärung. "Wir waren sehr daran interessiert, einen besseren Überblick zu bekommen. Das war eine sehr clevere Art, das zu sehen." [Fotos: Uranus, der gekippte Planet]

Um die Ansichten zu erfassen, verfolgten die Astronomen Mitte September 2011 eine Reihe großer Sonneneruptionen und berechneten die Zeit, die sie benötigen würden, um Uranus zu erreichen. Die geladenen Teilchen des Sonnensturms passierten Jupiter in etwa zwei Wochen, aber erst Mitte November kamen sie in Uranus an, sagten Forscher. Zu diesem Zeitpunkt hatten sich die Wissenschaftler die Zeit am Hubble-Weltraumteleskop reserviert, um Uranus anzusehen und auf Polarlichter zu hoffen.

"Dieser Planet wurde nur einmal während des Voyager-Vorbeiflugs von 1986 genau untersucht", sagte der Studienleiter Laurent Lamy mit dem Observatoire de Paris in Meudon, Frankreich, in einer Erklärung. "Seitdem hatten wir keine Gelegenheit, neue Beobachtungen dieser sehr ungewöhnlichen Magnetosphäre zu erhalten."

Die Nordlichter der Erde können stundenlang anhalten und die Himmelsbeobachter mit farbenprächtigen Auslagen verzaubern, doch die Uranus Auroras dauerten nur wenige Minuten. Selbst dann waren die Ereignisse nur schwach leuchtende Punkte über der Atmosphäre des Planeten. Hubble entdeckte die Lichtshows an Orten, die dem nördlichen Magnetpol von Uranus entsprachen, sagten Forscher, was sie zu den Uranischen Nordlichtern machen würde.

Lichtshow auf einem geneigten Planeten

Während Polarlichter auf anderen Planeten in unserem Sonnensystem wie Jupiter und Saturn beobachtet wurden, ist Uranus einzigartig wegen seiner extremen Neigung, die nach Meinung der Wissenschaftler durch eine Kollision mit einem anderen Planeten-Objekt entstanden ist.

Uranus dreht sich auf einer so weit gekippten Achse, dass sich die Welt im Wesentlichen auf ihrer Seite dreht. Das Magnetfeld von Uranus ist ebenfalls in einem Winkel von 60 Grad zur Rotationsachse geneigt. Zum Vergleich ist die magnetische Achse der Erde nur etwa 11 Grad von ihrer Rotationsachse geneigt.

Wegen der seltsamen Neigung von Uranus sind die Auroras, die Hubble 2011 gesehen hat, anders als die von Voyager 2 im Jahr 1986, sagten Forscher.

1986 befand sich Uranus in seiner Umlaufbahn auf dem Sonnenwendepunkt, und seine Achse zeigte auf die Sonne. Die Auroras, die auf dem Planeten von Voyager 2 zu dieser Zeit beobachtet wurden, dauerten länger und traten hauptsächlich auf der Nachtseite des Planeten auf - was das Hubble-Weltraumteleskop von seinem Aussichtspunkt in der Erdumlaufbahn aus nicht sehen kann.

Hubbles Sicht von 2011 auf Uranus Auroras fand während der Tagundnachtgleiche des Planeten statt, wenn die Rotationsachse des Planeten senkrecht zur Sonne steht; eine Orientierung, die es jedem der magnetischen Pole des Planeten ermöglicht, einmal täglich der Sonne zu begegnen.

"Diese Konfiguration ist einzigartig im Sonnensystem", sagte Lamy.

Die Forschung wird in einer Studie ausführlich beschrieben, die in der Ausgabe der Zeitschrift Geophysical Research Letters vom 14. April erscheint.