Künstlerische Darstellung des Saturn-Magnetfeldes | Copyright: NASAPasadena/ USA - Die Auswertung von Daten der NASA-Saturnsonde "Cassini" belegt eine Verbindung zwischen den mysteriösen periodischen Signalen, wie sie dem Magnetfeld des Ringsplaneten zu entstammen scheinen und Explosionen heißer ionisierter Gase (Plasma), die den Saturn umkreisen.
Die Daten zeigen, dass in periodischen Abständen gewaltige Plasmawolken um den Saturn herum aufgebläht werden, die den Planeten alle 10-11 Stunden umkreisen "wie eine unausgewogene Ladung Wäsche im Schleudergang einer Waschmaschine", so die NASA-Forscher. Diese Bewegung des heißen Plasmas erzeuge ein wiederkehrendes Signal in den Messungen des rotierenden Magnetfelds des Saturns. Zugleich erklären die neuen Messungen, weshalb es bislang so schwer war, die genaue Länge eines Saturntages zu definieren.
"Die große Frage ist nun jedoch, warum es zu diesen gewaltigen Explosionen in der Plasmawolke kommt", kommentiert Pontus Brandt, vom Cassini-Team am "Hopkins University Applied Physics Laboratory". Die Daten zeigen, wie sowohl Plasma-Injektionen, als auch elektrische Ströme und das Magnetfeld des Saturns - Phänomene also, die für das menschliche Auge unsichtbar sind - in einer Art komplexer Choreografie zusammenwirken. Die periodischen Plasma-Explosionen bilden dann regelrechte Druck-Inseln, die den Planeten umkreisen und zugleich dessen Magnetfeld aufblasen.
In einer Computeranimation zeigen die Forscher, wie das unsichtbare heiße Plasma in der Magnetosphäre des Saturns explodiert und die magnetischen Feldlinien durcheinander bringt. Die Magnetosphäre des Saturns ist nicht perfekt blasenförmig, weil sie vom Druck des Sonnenwinds gestaucht und gestreckt wird und ein sogenannter Magnetschweif entsteht.
Durch das periodische Kollabieren dieses Schweifs, scheinen auch die Plasma-Explosionen hervorgerufen zu werden, die dann wiederum das Magnetfeld innerhalb der Magnetosphäre aufblähen.
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Was jedoch zum Kollaps des Magnetschweifs führt, ist für die Forscher immer noch ein Rätsel. Es gibt jedoch starke Hinweise darauf, dass die Zentrifugalkräfte von kaltem und dichtem Plasma, das dem Saturnmond Enceladus entspringt und gemeinsam mit dem Saturn rotiert, den Schweif so lange dehnen, bis Teile davon, wie ein Gummiband, zurückschießen.
Künstlerische Darstellung der Plasmahülle des Saturn | Copyright: NASADieser Vorgang soll das Plasma um den Saturn derart erhitzen, bis dieses vom magnetischen Feld des Planeten eingefangen wird. Dann rotiert es in den beschriebenen Inseln mit mehr als 100 Kilometern pro Sekunde um den Planeten und auf die gleiche Art und Weise, wie Hoch- und Tiefdrucksysteme auf der Erde Winde erzeugen, erzeugen die hohen Druckverhältnisse elektrische Ströme, die wiederum zu den Störungen des magnetischen Feldes des Saturn führen.
Da der Gasplanet keine feste Oberfläche oder stationären Fixpunkt besitzt, werden Höhen und Tiefen dieser sogenannten kilometrische Radiostrahlung als Anhaltspunkt für die Rotation des Planeten verwendet, um die Tageslänge auf dem Saturn zu messen. Doch auch diese Strahlung steht in einem direkten Zusammenhang mit dem Magnetfeld des Saturn und so kommt es, im Gegensatz zu entsprechenden Messungen auf dem Jupiter, immer wieder zu unterschiedlichen Werten.
Ein exakter Wert des Saturntages, also dessen genaue Rotationsrate, ist für die Erkenntnis der Eigenschaften, wie etwa der innere Aufbau des Planeten oder die Geschwindigkeit der atmosphärischen Winde, von entscheidender Bedeutung.
"Bislang kannten wir variierende Rotationen bei um Millionen von Lichtjahren entfernten Pulsaren in fernen Sonnensystemen", erläutert Tom Krimigis vom "Applied Physics Laboratory and the Academy of Athens". "Jetzt wissen wir, dass es ähnliche Phänomene auch in unserem Sonnensystem gibt."
Quellen: grenzwissenschaft-aktuell.de / nasa.gov
