Den mysteriösen Spin von Neptun verfolgen

Ein Tag auf Neptun dauert nach der ersten genauen Messung seiner Rotationsperiode 15 Stunden, 57 Minuten und 59 Sekunden. Die aufschlussreiche Studie des Planetenwissenschaftlers Erich Karkoschka von der University of Arizona (UA) über die Rotation des Neptuns ist eine Leistung, die für jeden Gasplaneten in unserem Sonnensystem außer Jupiter unerreicht ist. Es ist eine der größten Verbesserungen bei der Bestimmung der Rotationsperiode eines Gasplaneten seit fast 350 Jahren – seit der italienische Astronom Giovanni Cassini die ersten Beobachtungen des Roten Flecks des Jupiter machte. Karkoschkaslernenwurde im Mai 2011 zur Veröffentlichung angenommen inIkarus.


In diesem Video betonen kontrastierende Farben die atmosphärischen Eigenschaften des Planeten – normalerweise ein blasses Blau.


Karkoschka, ein leitender Wissenschaftler am Lunar and Planetary Laboratory der UA, sagte:

Die Rotationsperiode eines Planeten ist eine seiner grundlegenden Eigenschaften. Neptun hat zwei mit dem Hubble-Weltraumteleskop beobachtbare Merkmale, die die Innenrotation des Planeten zu verfolgen scheinen. Auf keinem der vier Riesenplaneten wurde zuvor etwas Ähnliches gesehen.

Kombiniertes Farb- und Nahinfrarotbild von Neptun vom Hubble-Weltraumteleskop. Es zeigt Methanstreifen in seiner Atmosphäre, zusammen mit seinen vier Monden Proteus (äußerster heller), Larissa, Galatea und Despina. Bildquelle: NASA/ESA

Im Gegensatz zu den Gesteinsplaneten – Merkur, Venus, Erde und Mars – die sich wie feste Kugeln verhalten, die sich ziemlich geradlinig drehen, rotieren die riesigen Gasplaneten – Jupiter, Saturn, Uranus und Neptun – eher wie riesige Flüssigkeitstropfen. Da angenommen wird, dass sie hauptsächlich aus Eis und Gas um einen relativ kleinen festen Kern bestehen, beinhaltet ihre Rotation viel Schwappen, Wirbeln und Aufwirbeln, was es Astronomen erschwert hat, genau zu bestimmen, wie schnell sie sich drehen.




Karkoschka erklärte:

Auf Neptun sehen Sie nur sich bewegende Wolken und Elemente in der Atmosphäre des Planeten. Manche bewegen sich schneller, manche langsamer, manche beschleunigen, aber Sie wissen wirklich nicht, was die Rotationsperiode ist, wenn es überhaupt einen festen inneren Kern gibt, der sich dreht.

Karkoschka sagte, die Voyager 1 und 2 hätten Funksignale für Neptun gefunden, und Astronomen dachten, sie wüssten die Rotationsperiode des Planeten. Aber als die Cassini-Sonde verblüffende Entdeckungen über die mit unterschiedlichen Geschwindigkeiten rotierenden Nord- und Südhalbkugeln des Saturn machte, begannen die Astronomen, ein klareres Bild davon zu bekommen, wie sich das Magnetfeld verhält. Karkoschka erklärte:

Das Innere rotiert und zieht das Magnetfeld mit, aber aufgrund des Sonnenwinds oder anderer unbekannter Einflüsse kann das Magnetfeld in Bezug auf den Planetenkern nicht mithalten und hinkt hinterher.


Karkoschka nutzte das, was man die Fetzen der Weltraumwissenschaft nennen könnte: öffentlich zugängliche Bilder von Neptun aus dem Archiv des Hubble-Weltraumteleskops. Mit unerschütterlicher Entschlossenheit brütete er dann über Hunderte von Bildern, zeichnete jedes Detail auf und verfolgte die Besonderheiten über lange Zeiträume.

Als ich mir die Bilder ansah, stellte ich fest, dass Neptuns Rotation schneller war, als die Voyager beobachtete. Ich denke, die Genauigkeit meiner Daten ist etwa 1.000-mal besser als die, die wir auf der Grundlage der Voyager-Messungen hatten – eine enorme Verbesserung bei der Bestimmung der genauen Rotationsperiode von Neptun, die bei keinem der Riesenplaneten in den letzten dreien aufgetreten ist Jahrhunderte.

Echte Farbe von Neptun, wie sie 1989 von der Raumsonde Voyager 2 gesehen wurde. Bildquelle: NASA

Karkoschka entdeckte, dass zwei Merkmale in der Atmosphäre von Neptun auffallen, weil sie sich stetig drehen. Benannt dieSüdpolare Funktionund derSüdpolarwelle, sind die Merkmale wahrscheinlich Wirbel, die in der Atmosphäre wirbeln, ähnlich wie bei Jupiters berühmtem Roten Fleck, der lange dauern kann. Karkoschka konnte sie über 20 Jahre hinweg verfolgen. Ein Beobachter, der die Drehung des Planeten von einem festen Punkt im Weltraum aus beobachtet, würde beide Merkmale alle 15.9663 Stunden mit weniger als wenigen Sekunden Abweichung sehen. Karkoschka sagte:


Die Regelmäßigkeit deutet darauf hin, dass diese Merkmale in irgendeiner Weise mit dem Inneren von Neptun verbunden sind. Wie sie miteinander verbunden sind, bleibt Spekulation.

Ich fand die außergewöhnliche Regelmäßigkeit der Rotation von Neptun, die durch die beiden Merkmale angezeigt wird, etwas ganz Besonderes.

Karkoschka entdeckte sechs weitere Features, die mit der gleichen Geschwindigkeit rotieren. Neben einem besseren Verständnis der Rotationsperiode von Neptun könnte die Studie zu einem besseren Verständnis der riesigen Gasplaneten im Allgemeinen führen.

Zusammenfassung: Erich Karkoschka, University of Arizona, hat die erste genaue Messung der Rotationsperiode von Neptun durchgeführt. Die Ergebnisse seiner Studie wurden im Mai 2011 zur Veröffentlichung angenommenIkarus.

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