Dienstag, 5. Juli 2011

Astronomen messen erstmals Neptuns Rotation

Größenvergleich zwischen Erde und Neptun. | Copyright: NASA

Tucson/ USA - Anhand atmosphärischer Merkmale hat ein US-Wissenschaftler erstmals die Rotation des Planeten Neptun und damit erstmals die Rotation eines anderen Gasplaneten als Jupiter exakt gemessen.

Laut den neusten Messungen durch den Wissenschaftler Erich Karkoschka vom "Lunar and Planetary Laboratory" von der "University of Arizona" dauert ein Tag auf Neptun, also jene Zeitspanne, in der sich der Planet auf seiner Bahn um die Sonne einmal um seine eigene Achse dreht, exakt 15 Stunden, 57 Minuten und 59 Sekunden. Karkoschka hat seine Ergebnisse aktuell im Fachmagazin "Icarus" veröffentlicht.

Astronomen werten den Erfolg der Messungen schon jetzt als eine der größten Errungenschaften in dem Bemühen der Rotationsmessungen von Gasplaneten seit der italienische Astronom Giovanni Cassini vor nahezu 350 Jahren erstmals den Roten Fleck auf Jupiter beobachtete.

"Die Rotation eines Planeten zählt zu dessen grundlegenden Eigenschaften", so Karkoschka. "Neptun hat zwei herausragende Merkmale, die auch mit dem Weltraumteleskop 'Hubble' beobachtet wurden und mit deren Hilfe auch die innere Rotation des Planeten gemessen werden kann. Etwas Vergleichbares wurde bislang auf noch keinem der vier Gasriesen nachgewiesen."

www.grenzwissenschaft-aktuell.de
+ + + HIER können Sie unseren täglichen Newsletter bestellen + + +

Im Gegensatz zu den Felsplaneten Merkur, Venus, Erde und Mars, gleicht das Rotationsverhalten der Gasriesen Jupiter, Saturn, Uranus und Neptun jenem gigantischer Flüssigkeitsblasen. Allgemein gehen Astrophysiker davon aus, dass die Atmosphären von Gasplaneten vornehmlich aus Gasen und Eis bestehen, die einen relativ kleinen festen Kern umgeben und bei deren Rotation sich unzählige Verwirbelungen und Vermischungen ereignen, weswegen es sehr schwer ist, einen für eine exakte Rotationsmessung notwendigen Anhaltspunkt zu finden.

"Betrachtet man die Erde aus dem Weltraum, so findet man Gebirge und andere Merkmale, die sich mit dem Planeten drehen und an welchen man sich zur Messung orientieren kann", zitiert "Astrobio.net" den Forscher. "Betrachtet man allerdings eine Wolkendecke, so eignet sich diese nicht zur Rotationsmessung, da sie ständig von Winden unabhängig von der Rotation beeinflusst werden (...) betrachtet man nun Gasplaneten, so sieht man auch dort keine feste Oberfläche, sondern nur die dichte wolkige Atmosphäre. (...) Auch auf Neptun ist das nicht anders."

Mit der Entwicklung und Nutzung der ersten Radioteleskope in den 1950er Jahren entdeckten Astronomen, dass der Gasriese Jupiter - ähnlich einem Leuchtturm - Radiopulse von sich gibt und dass diese Signale dem Magnetfeld des Planeten entstammen, das durch die Rotation des Planetenkerns erzeugt wird.

Bislang gab es jedoch keine Hinweise auf ähnliche Anhaltspunkte anhand der anderen Gasplaneten im Sonnensystem, da mögliche Radiosignale vom Sonnenwind im All verweht werden, noch bevor sie die Erde erreichen.

"Der einzige Weg, die Radioemissionen von diesen Planeten zu messen, ist mit einer Sonde vor Ort", so Karkoschka. "Als Voyager 1 und 2 am Saturn vorbei flogen, stellten sie fest, dass dessen Radiosignale in Intervallen von 10.66 Stunden getaktet sind. Ähnliche Messungen gelangen auch bei den Vorbeiflügen an Uranus und Neptun. Seither glaubten wir, dass wir die Rotationsperiode dieser Planeten kennen. (...) Als aber die Cassini-Sonde 15 Jahre später erneut Maß nahm, stellte sich eine Abweichung von einem Prozent heraus. (..) Aufgrund seiner gewaltigen Masse, war es aber eigentlich unmöglich, dass der Saturn einer derartigen Abweichung in nur so kurzer Zeit ausgesetzt sein sollte." Gerade aufgrund ihrer Masse, weisen die Gasplaneten einen genügend großen Drehimpuls auf, der sie für mehrere Milliarden Jahre auf gleicher Rotationsfrequenz halten sollte. Die Abweichungen zeigten nun, dass da irgendetwas nicht stimmt."

Die (farblich und im Kontrast veränderten) auffälligsten Merkmale der Neptunatmosphäre. | Copyright: Hubble, Erich Karkoschka

Noch erstaunlicher waren weitere Beobachtungen der Cassini-Sonde, die zeigten, dass sich die südliche und nördliche Hemisphäre des Saturns offenbar mit unterschiedlichen Geschwindigkeiten drehten.

"Zu diesem Zeitpunkt bemerkten wir, dass sich das Magnetfeld nicht wie ein Uhrwerk verhält, sondern immer wieder variiert. (...) Das Innere des Planeten rotiert und zieht am Magnetfeld, doch aufgrund des Sonnenwindes und anderer Faktoren kann das Magnetfeld mit der Rotation des Planetenkerns nicht mithalten und schleift sozusagen hinterher."

Statt einer kostenaufwendigen Raumschiff-Mission bediente sich Karkoschka den öffentlich zugänglichen Aufnahmen des Neptuns die mit dem Weltraumteleskop "Hubble" erstellt wurden und arbeitete an diesen selbst kleinste Merkmale und Veränderungen heraus. "Anhand der Aufnahmen bemerkte ich, dass sich der Neptun schneller dreht, als dies die Voyager-Messungen bislang nahe legten. (...) Ich glaube, dass meine Messungen etwa 1.000 Mal genauer sind, als die bisherigen Beobachtungen.

Besonders zwei Merkmale in der Atmosphäre des Planeten stechen deutlich hervor und belegen, dass diese Strukturen sich etwa um das Fünffache stetiger rotieren, wie das Hexagon in der Atmosphäre des Saturn, das bislang als am gleichmäßigsten rotierende Merkmale eines Gasriesen im Sonnensystem galt (...wir berichteten).

Die exakte Rotationsdauer von 15,9663 Stunden, nach welchen beispielsweise das sogenannte Südliche Polare Merkmal und die Südliche Polare Welle nach einer Rotation wieder voriger Stelle erscheint, ist laut Karkoschka bis auf eine mögliche Variation von wenigen Sekunden exakt. "Diese Gleichmäßigkeit legt die Vermutung nahe, dass diese Merkmale mit dem Inneren des Neptuns auf irgendeine Art und Weise verbunden sind. Wie? Das ist bislang aber noch reine Spekulation."

Neben einer exakteren Bestimmung der Rotation des Neptuns könnten die neuen Messungen auch zu weiteren Erkenntnissen über Gasriesen im Allgemeinen führen: "Wir kennen zwar die genaue Masse des Neptuns aber wir wissen nicht, wie sich diese genau verteilt. (...) Wenn ein Planet schneller rotiert als angenommen, bedeutet dass, das seine Masse dichter in Richtung Zentrum angeordnet sein muss. Die neuen Erkenntnisse könnten die bisherigen Vorstellungen des Planeteninneren des Neptuns verändern und könnten so zahlreiche weitere Implikationen mit sich bringen."

WEITERE MELDUNGEN ZUM THEMA
Mysteriöses Saturn-Hexagon im Labor reproduziert
16. April 2010
Neue Aufnahmen zeigen detailreichste Aufnahmen des geheimnisvollen Hexagons über den Saturn-Nordpol
10. Dezember 2009
Mysteriöser Polarlicht-Kranz auf Saturn lässt Wissenschaftler rätseln
13. November 2008
Riesiger Wirbel über Nordpol des Saturn - Sechseckstruktur immer noch mysteriös
15. Oktober 2008
Heißer Wirbel auch über dem Nordpol des Saturn entdeckt
5. Januar 2008


Bücher zum Thema

- - -

Quellen: grenzwissenschaft-aktuell.de / nasa.gov / astrobio.net
Copyright: grenzwissenschaft-aktuell.de
(falls nicht anders angegeben)


Für die Inhalte externer Links übernehmen wir keine Verantwortung oder Haftung.


WEITERE MELDUNGEN finden Sie auf unserer STARTSEITE