Hubble sieht Frühling auf Neptun

Bildnachweis: Hubble

Neue Fotos von Neptun, die mit dem Hubble-Weltraumteleskop aufgenommen wurden, scheinen darauf hinzudeuten, dass der Planet in seine Version des Frühlings eintritt. Wie die Erde wird angenommen, dass Neptun vier Jahreszeiten hat, aber da der Planet 165 Jahre braucht, um die Sonne zu umkreisen, dauern sie Jahrzehnte, nicht Monate.

Der Frühling blüht auf Neptun! Dies mag wie ein Oxymoron klingen, da Neptun der am weitesten entfernte und kälteste der großen Planeten ist. Beobachtungen des Hubble-Weltraumteleskops der NASA zeigen jedoch eine Zunahme der Helligkeit von Neptun auf der südlichen Hemisphäre, die laut Astronomen als Vorbote des saisonalen Wandels gilt.

Beobachtungen von Neptun über sechs Jahre von einer Gruppe von Wissenschaftlern der University of Wisconsin-Madison und des Jet Propulsion Laboratory (JPL) der NASA zeigen einen deutlichen Anstieg der Menge und Helligkeit der gebänderten Wolkenmerkmale, die sich hauptsächlich auf der südlichen Hemisphäre des Planeten befinden.

"Die Wolkenbänder von Neptun sind breiter und heller geworden", sagt Lawrence A. Sromovsky, leitender Wissenschaftler am Space Science and Engineering Center der University of Wisconsin-Madison und eine führende Autorität für die Atmosphäre von Neptun. "Diese Änderung scheint eine Reaktion auf saisonale Schwankungen des Sonnenlichts zu sein, wie die saisonalen Veränderungen, die wir auf der Erde sehen."

Die Ergebnisse werden in der aktuellen Ausgabe (Mai 2003) von Icarus, einem führenden planetarischen Wissenschaftsjournal, veröffentlicht.

Neptun, der achte Planet von der Sonne, ist bekannt für sein seltsames und heftiges Wetter. Es hat massive Sturmsysteme und heftige Winde, die manchmal bis zu 900 Meilen pro Stunde wehen, aber die neuen Hubble-Beobachtungen sind die ersten, die darauf hindeuten, dass der Planet einen Wechsel der Jahreszeiten durchläuft.

Mit Hubble machte das Wisconsin-Team drei Beobachtungsreihen von Neptun. In den Jahren 1996, 1998 und 2002 wurden Beobachtungen einer vollständigen Rotation des Planeten erhalten. Die Bilder zeigten zunehmend hellere Wolkenbänder, die die südliche Hemisphäre des Planeten umgeben. Die Ergebnisse stimmen mit den Beobachtungen von G.W. Lockwood am Lowell Observatory, die zeigen, dass Neptun seit 1980 allmählich heller geworden ist.

Die Helligkeit von Neptun im nahen Infrarot ist für Wolken in großer Höhe viel empfindlicher als die sichtbare Helligkeit. Der jüngste Trend zur Erhöhung der Wolkenaktivität auf Neptun wurde von H. Hammel et al. Mit Beobachtungen des Keck-Teleskops von Juli 2000 bis Juni 2001 bei Wellenlängen im nahen Infrarot qualitativ bestätigt. Für diesen Sommer sind Nahinfrarotbeobachtungen in der Infrarot-Teleskopanlage der NASA in Mauna Kea, Hawaii, geplant, um Änderungen in der Wolkenstruktur in großer Höhe weiter zu charakterisieren.

„In den Bildern von 2002 ist Neptun deutlich heller als 1996 und 1998“, sagt Sromovsky, „und bei Wellenlängen im nahen Infrarot dramatisch heller. Die stark gestiegene Cloud-Aktivität im Jahr 2002 setzt einen Trend fort, der erstmals 1998 festgestellt wurde. “

Wie die Erde hätte Neptun vier Jahreszeiten: „Jede Hemisphäre hätte einen warmen Sommer und einen kalten Winter, wobei Frühling und Herbst Übergangszeiten sind, die möglicherweise bestimmte dynamische Merkmale aufweisen oder nicht“, erklärt der Wissenschaftler aus Wisconsin.

Im Gegensatz zur Erde dauern die Jahreszeiten von Neptun jedoch Jahrzehnte und nicht Monate. Eine einzelne Jahreszeit auf dem Planeten, die fast 165 Jahre braucht, um die Sonne zu umkreisen, kann mehr als 40 Jahre dauern. Wenn Wissenschaftler beobachten, dass es sich wirklich um saisonale Veränderungen handelt, wird sich der Planet noch weitere 20 Jahre aufhellen.

Ebenso wie die Erde dreht sich Neptun um eine Achse, die in einem Winkel zur Sonne geneigt ist. Die Neigung der Erde bei einer Neigung von 23,5 Grad ist das Phänomen, das für den Wechsel der Jahreszeiten verantwortlich ist. Während die Erde im Laufe eines Jahres die Sonne umkreist, ist der Planet Sonnenstrahlungsmustern ausgesetzt, die die Jahreszeiten markieren. In ähnlicher Weise ist Neptun in einem Winkel von 29 Grad geneigt und die nördliche und südliche Hemisphäre wechseln sich in ihren Positionen relativ zur Sonne ab.

Bemerkenswert ist laut Sromovsky, dass Neptun überhaupt Anzeichen für saisonale Veränderungen aufweist, da die Sonne vom Planeten aus gesehen 900-mal dunkler ist als von der Erde aus. Die Menge an Sonnenenergie, die eine Hemisphäre zu einem bestimmten Zeitpunkt erhält, bestimmt die Jahreszeit.

„Wenn die Sonne Wärmeenergie in eine Atmosphäre abgibt, erzwingt sie eine Reaktion. Wir würden erwarten, dass die Erwärmung auf der Hemisphäre das meiste Sonnenlicht bekommt. Dies könnte wiederum steigende Bewegungen, Kondensation und eine erhöhte Wolkendecke erzwingen “, bemerkt Sromovsky.

Die Idee, dass die Hubble-Bilder eine echte Zunahme der Wolkendecke von Neptun im Einklang mit saisonalen Veränderungen zeigen, wird durch das offensichtliche Fehlen von Veränderungen in den niedrigen Breiten des Planeten in der Nähe seines Äquators gestützt.

"Die nahezu konstante Helligkeit von Neptun in niedrigen Breiten gibt uns die Gewissheit, dass es sich tatsächlich um saisonale Veränderungen handelt, da diese Veränderungen in der Nähe des Äquators minimal und in hohen Breiten, in denen die Jahreszeiten tendenziell stärker ausgeprägt sind, am deutlichsten sind."

Trotz der neuen Erkenntnisse über Neptun bleibt der Planet ein Rätsel, sagt Sromovsky. Während Neptun über eine interne Wärmequelle verfügt, die auch zu den offensichtlichen jahreszeitlichen Schwankungen und dem stürmischen Wetter des Planeten beitragen kann, ist die Summe in Kombination mit der Menge an Sonnenstrahlung, die der Planet empfängt, so gering, dass die Dynamik von schwer zu verstehen ist Neptuns Atmosphäre.

Sromovsky sagt, es scheint eine "unbedeutende Menge an Energie zu geben, um die Maschine zu betreiben, die Neptuns Atmosphäre ist." Es muss eine gut geschmierte Maschine sein, die mit sehr wenig Reibung viel Wetter erzeugen kann. “

Zu den Autoren des Ikarus-Papiers gehören neben Sromovsky Patrick M. Fry und Sanjay S. Limaye, beide vom Space Science and Engineering Center der University of Wisconsin-Madison; und Kevin H. Baines vom Jet Propulsion Laboratory der NASA in Pasadena, Kalifornien.

Originalquelle: Hubble-Pressemitteilung

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