Aufnahmen des Very Large Telescope

Blick in das Herz eines gigantischen Sturms auf Saturn

Planetologen haben Beobachtungen mit dem Very Large Telescope (VLT) der ESO und der Raumsonde Cassini der NASA kombiniert und daraus ein unerreicht detailreiches Bild eines den gesamten Planeten Saturn umspannenden Sturms gewonnen. Die Ergebnisse des internationalen Teams erscheinen diese Woche in der Fachzeitschrift Science.
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Saturnatmosphäre in Aufruhr

In der Atmosphäre des Planeten Saturn geht es normalerweise recht ruhig zu. Doch durchschnittlich einmal pro Saturnjahr, also etwa alle 30 irdischen Jahre, gerät die Saturnatmosphäre in Aufruhr: In den unteren Wolkenschichten des Planeten entsteht eine Störung, die so stark wird, dass sie den gesamten Planeten beeinflusst (eso9014). Das Phänomen tritt nur in der nördlichen Hemisphäre auf, wo zur Zeit Frühling herrscht.

Der jüngste derartige Sturm konnte zuerst von einem Radiowellendetektor auf der Raumsonde Cassini [1] nachgewiesen werden, die sich seit 2004 in einer Umlaufbahn um den Saturn befindet. Seit Dezember 2010 verfolgen auch Amateurastronomen die Entwicklung des Phänomens. Nun konnte der Sturm gleichzeitig mit der Infrarotkamera VISIR [2] am Very Large Telescope (VLT) der ESO und dem CIRS-Instrument [3] an Bord von Cassini genauestens untersucht werden.

Seit 1876 konnten Astronomen insgesamt sechs derartige gigantische Stürme beobachten. Allerdings waren die Beobachtungsmöglichkeiten nie zuvor so günstig wie dieses Mal: Dieses Mal können die Astronomen erstmals Beobachtungen im mittleren Infrarot anstellen, einem Wellenlängenbereich, in dem Temperaturänderungen innerhalb des Sturms sichtbar werden. Und erstmals ist mit Cassini eine Raumsonde vor Ort, die den Sturm aus der Nähe studieren kann.

“Diesmal hat die Störung auf der Nordhalbkugel des Sturn einen riesengroßen, heftigen und komplexen Ausbruch von hell leuchtendem Wolkenmaterial erzeugt, das sich inzwischen so weit verteilt hat, dasss es den gesamten Planeten umringt”, erklärt Leigh Fletcher von der Universität Oxford, der Erstautor des Fachartikel, das die Ergebnisse der Studie zusammenfasst. “Wir hatten die großartige Gelegenheit, den Sturm gleichzeitig mit dem VLT und mit Cassini beobachten zu können. Alle früheren Untersuchungen solcher Stürme haben ausschließlich sichtbares Licht erfasst, nämlich das vom Saturn reflektierte Sonnenlicht. Mithilfe der Wärmestrahlung konnten wir diesmal viel tiefer in die Atmosphäre schauen und die gravierenden Temperaturänderungen und Windgeschwindigkeiten des Sturms messen.”

Der Sturm entsteht vermutlich in tief liegenden Wolkenschichten aus Wasserdampf. Ähnlich wie bei einem herkömmlichen Gewitter entsteht dort eine starke Luftströmung: So, wie in einem geheizten Raum die warme Luft nach oben steigt, drängen hier wärmere Gasmassen aus tiefer liegenden Schichten der Atmosphäre des Saturns nach oben und durchdringen dabei die sonst ruhigen äußeren Atmosphärenschichten. Die gewaltigen Störungen treten mit den dort herrschenden ostwärts und westwärts gerichteten Windströmungen in Wechselwirkung und führen zu merklichen Temperaturänderungen in den oberen Schichten.
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