Stürme auf dem Saturn anzünden

Als sich das Cassini-Raumschiff der NASA im vergangenen Juli dem Saturn näherte, fand es Hinweise darauf, dass der Blitz auf dem Saturn ungefähr eine Million Mal stärker ist als der Blitz auf der Erde.

Dies ist nur eine von mehreren Erkenntnissen von Cassini, die der Weltraumphysiker Don Gurnett von der Universität Iowa in einem Artikel präsentieren wird, der am Donnerstag, dem 16. Dezember, in Science Express, einer Online-Version der Zeitschrift Science, und in einem Vortrag am Freitag veröffentlicht wird. 17. Dezember bei einem Treffen der American Geophysical Union in San Francisco.

Weitere Ergebnisse sind:
–Cassini traf Staubpartikel, als er die Saturnringe durchquerte.
–Saturns Funkrotationsrate variiert.

Der Vergleich zwischen dem enorm starken Blitz des Saturn und dem Blitz der Erde begann vor einigen Jahren, als sich das Cassini-Raumschiff auf seine Reise zum Saturn vorbereitete, indem es an der Erde vorbeischwang, um einen Gravitationsschub zu erhalten. Zu dieser Zeit begann Cassini, Funksignale vom Blitz der Erde bis zu 89.200 Kilometer von der Erdoberfläche entfernt zu erfassen. Im Gegensatz dazu begann Cassini, als er sich dem Saturn näherte, Funksignale von Blitzen zu erfassen, die etwa 161 Millionen Kilometer vom Planeten entfernt waren. „Dies bedeutet, dass Funksignale vom Saturnblitz in der Größenordnung von einer Million Mal stärker sind als der Erdblitz. Das ist einfach erstaunlich für mich! " sagt Gurnett, der feststellt, dass einige Funksignale mit Sturmsystemen verbunden sind, die vom Cassini-Bildgebungsinstrument beobachtet werden.

Der Blitz der Erde wird häufig in AM-Radios erfasst, eine Technik, die der von Wissenschaftlern zur Überwachung von Signalen von Cassini verwendeten ähnelt.

In Bezug auf die Saturnringe sagt Gurnett, dass das Instrument Cassini Radio and Plasma Wave Science (RPWS) eine große Anzahl von Staubeinschlägen auf das Raumschiff festgestellt hat. Gurnett und sein Wissenschaftsteam stellten fest, dass die Aufprallrate etwa zwei Minuten vor der Überquerung der Ringebene dramatisch anstieg, als Cassini sich der Einfahrt in die Ringebene näherte, und dann fast genau zum Zeitpunkt des Rings einen Höchstwert von mehr als 1.000 pro Sekunde erreichte Flugzeugüberquerung und schließlich etwa zwei Minuten später auf bereits vorhandene Niveaus gesunken. Gurnett merkt an, dass die Partikel wahrscheinlich recht klein sind und nur wenige Mikrometer im Durchmesser haben, sonst hätten sie das Raumschiff beschädigt.

Schließlich überraschten Schwankungen der Saturn-Funkrotationsrate. Basierend auf mehr als einem Jahr Cassini-Messungen beträgt die Rate 10 Stunden 45 Minuten und 45 Sekunden plus oder minus 36 Sekunden. Das ist ungefähr sechs Minuten länger als der Wert, der 1980-81 von den Saturn-Vorbeiflügen der Voyager 1 und 2 aufgezeichnet wurde. Wissenschaftler verwenden die Rotationsrate der Radioemissionen der riesigen Gasplaneten wie Saturn und Jupiter, um die Rotationsrate der Planeten selbst zu bestimmen, da die Planeten keine festen Oberflächen haben und von Wolken bedeckt sind, die direkte visuelle Messungen unmöglich machen.

Gurnett schlägt vor, dass die Änderung der Funkrotationsrate schwer zu erklären ist. „Saturn ist insofern einzigartig, als seine magnetische Achse fast genau mit seiner Rotationsachse ausgerichtet ist. Das heißt, es gibt kein rotationsinduziertes Wackeln im Magnetfeld, daher muss es einen sekundären Effekt geben, der die Funkemission steuert. Wir hoffen, dass wir das in den nächsten vier bis acht Jahren der Cassini-Mission festhalten können. “

Ein mögliches Szenario wurde vor fast 20 Jahren vorgeschlagen. Alex J. Dessler, ein leitender Wissenschaftler am Lunar and Planetary Laboratory der Universität von Arizona, schrieb in der Mai 1985-Ausgabe von "Geophysical Research Letters", dass die Magnetfelder gasförmiger Riesenplaneten wie Saturn und Jupiter sind eher wie die der Sonne als wie die der Erde. Das Magnetfeld der Sonne dreht sich nicht als fester Körper. Stattdessen variiert seine Rotationsperiode mit dem Breitengrad. Zu Beginn dieses Jahres kommentierte Dessler die Arbeit von Gurnett und seinem Team wie folgt: „Dieser Befund ist sehr bedeutsam, weil er zeigt, dass die Idee eines starr rotierenden Magnetfelds falsch ist. Das Magnetfeld des Saturn hat mehr mit der Sonne gemeinsam als mit der Erde. Die Messung kann so interpretiert werden, dass sich der Teil des Saturn-Magnetfelds, der die Funkemissionen steuert, in den letzten zwei Jahrzehnten auf einen höheren Breitengrad bewegt hat. “

Die Radiogeräusche der Saturnrotation – ähnlich einem Herzschlag – und andere Geräusche des Weltraums sind auf der Website von Gurnett unter folgender Adresse zu hören: http://www-pw.physics.uiowa.edu/space-audio

Cassini, der am 30. Juni 2004 12 wissenschaftliche Instrumente trug, war das erste Raumschiff, das den Saturn umkreiste und eine vierjährige Untersuchung des Planeten, seiner Ringe und seiner 31 bekannten Monde begann. Das 1,4-Milliarden-Dollar-Raumschiff ist Teil der 3,3-Milliarden-Dollar-Cassini-Huygens-Mission, zu der auch die Huygens-Sonde gehört, eine Sonde der Europäischen Weltraumorganisation mit sechs Instrumenten, die im Januar 2005 auf Titan, dem größten Saturnmond, landen soll.

Die Mission Cassini-Huygens ist ein Kooperationsprojekt der NASA, der Europäischen Weltraumorganisation und der italienischen Weltraumorganisation. JPL, eine Abteilung des California Institute of Technology, Pasadena, Kalifornien, verwaltet die Cassini-Huygens-Mission für das NASA Office of Space Science, Washington, DC. JPL entwarf, entwickelte und montierte den Cassini-Orbiter. Die neuesten Bilder und Informationen zur Mission Cassini-Huygens finden Sie unter: http://www.nasa.gov/cassini.

Ursprüngliche Quelle: UI-Pressemitteilung

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