Neue Hubble-Bilder zeigen Stürme auf Uranus und Neptun

Wolken und Stürme auf Uranus und Neptun von Hubble gesehen.

Helle und dunkle Wolken und Stürme auf Uranus (links) und Neptun (rechts), wie vom Hubble-Weltraumteleskop im September 2018 gesehen. Bild von NASA/ESA/A. Simon (NASA Goddard Space Flight Center) und M.H. Wong/A. Hsu (Universität von Kalifornien, Berkeley)/HubbleSite.


In den letzten Jahren haben die Gasriesenplaneten Jupiter und Saturn zusammen mit Pluto die meiste Aufmerksamkeit im äußeren Sonnensystem auf sich gezogen – was angesichts der epischen Missionen von verständlich istJuno,CassiniundNeue Horizontezu diesen Welten. Aber auch die beiden Eisriesen Uranus und Neptun sind noch da und warten nur darauf, erneut erkundet zu werden.

Jetzt dieHubble-Weltraumteleskophat etwas genommenschöne neue Bilderdieser fernen Welten, die am 7. Februar 2019 veröffentlicht wurden. Die Bilder stammen aus dem Outer Planet Atmospheres Legacy (OPAL) Programm, das jährlich globale Karten der äußeren Planeten aufnimmt, wenn sie der Erde in ihren Umlaufbahnen am nächsten sind.


Uranus und Neptun wurden bisher jeweils nur einmal von einer Raumsonde von der Erde aus besucht –Reisen 2– 1986 bzw. 1989. Voyager 2 hat einige atemberaubende Bilder von beiden Planeten und einigen ihrer Monde zurückgeschickt, aber es gibt noch so viel zu lernen. Es sind keine neuen Weltraummissionen zu diesen Welten geplant, obwohleinige wurden vorgeschlagen. Bis eine neue zukünftige Mission gestartet werden kann, ist Hubble die beste Ressource, die wir haben, um diese fernen Planeten zu studieren.

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Große, helle Wolkenkappe über dem Nordpol des blauen Planeten Uranus.

Größere Ansicht der hellen Wolkenkappe über dem Nordpol des Uranus. Bild von Hubble im September 2018 erworben, viaHubbleSite.

Das neue Bild von Uranus zeigt eine helle Wolkenkappe über dem Nordpol. In der Nähe des Randes dieser Wolkenkappe befindet sich eine weitere große, kompakte Methan-Eis-Wolke – manchmal hell genug, um sogar von Amateurastronomen fotografiert zu werden. Ein weiteres schmales Wolkenband umgibt den Planeten nördlich des Äquators; es ist noch nicht bekannt, wie solche Bänder auf so schmale Breiten beschränkt sind, da sowohl Uranus als auch Neptun sehr breite, nach Westen blasende Windstrahlen haben.




Es wird angenommen, dass die nördliche Wolkenkappe aus der ungeraden Rotationsachse des Uranus resultiert – der Planet dreht sich “auf seiner Seite“ im Vergleich zu anderen Planeten im Sonnensystem. Saisonale Veränderungen der atmosphärischen Strömung können solche Wolken erzeugen; Im Moment nähert sich Uranus der Mitte der Sommersaison am Nordpol, wenn die Sonne direkt auf den Pol scheint und nie untergeht. In der Wintersaison neigt der Planet dazu, seine typischenAussehen des Mixers.

Die neuen Ansichten von Neptun sind ebenfalls sehr beeindruckend und zeigen einen riesigen dunklen Sturm – etwa 10.943 km breit – nahe der Spitze des Planeten, der an Stürme auf Jupiter und Saturn erinnert. Im Gegensatz zu diesen Sturmformationen neigen die dunklen auf Neptun jedoch dazu, sich zu bilden und sich dann nach etwa zwei Jahren ziemlich schnell aufzulösen. Im Vergleich dazu Stürme auf Jupiter, einschließlich derGroßer roter Fleck, wurden bis zu Hunderte von Jahren beobachtet. Eine frühere Studie der University of California, Berkeley-StudentinAndrew HsuSchätzungen zufolge treten diese Stürme alle vier bis sechs Jahre in verschiedenen Breiten auf.

Blauer Planet mit kleinem, dunklem Oval mit weißen Ovalen daneben.

Größere Ansicht des riesigen dunklen Sturmsystems auf Neptun, gesehen von Hubble im September 2018. Bild viaHubbleSite.

Dieser neue Sturm auf Neptun ist erst der vierte derartige Sturm, den Hubble seit 1993 gesehen hat, aber andere wurden 1989 auch von der Raumsonde Voyager 2 fotografiertGizmodovonAmy Simon, ein Wissenschaftler bei der NASAGoddard Space Flight Center:


Der dunkle Neptunfleck ist viel größer als der, den wir vor einigen Jahren gesehen haben, und ist in der Größe mit der Voyager vergleichbarGroßer dunkler Fleck1989 gesehen. Dies ist auch das erste Mal, dass wir die Region vor der Entstehung eines Sturms dieser Größe sehen konnten, was uns bei der Modellierung des Entstehungsprozesses helfen wird.

Wie auf Jupiter wirbeln die dunklen Sturmwirbel in antizyklonaler Richtung und schöpfen Material aus tieferen Schichten der Atmosphäre des Planeten. Dies ist ähnlich wielinsenförmigoder „pfannkuchenförmige“ Wolken auf der Erde, die sich bilden, wenn Luft über die Gipfel der Berge geschoben wird. Ein cooles Beispiel ist das, das ofthängt über der Spitzeder Insel Lítla Dímun, der kleinsten derFäröer Inseln, ein selbstverwalteter Archipel, der zum Königreich Dänemark gehört.

Dunkles Oval mit Spiralarmen vor blauem Hintergrund.

Eine genauere Ansicht eines von Neptuns dunklen Stürmen, dem Great Dark Spot, gesehen von Voyager 2 im Jahr 1989. Bild via NASA/JPL.

Auf Neptun gibt es noch andere Stürme – strahlend weiße „Begleitwolken“. Diese entstehen, wenn die Strömung der Umgebungsluft gestört und über die dunkleren Sturmwirbel nach oben umgelenkt wird, wodurch Gase in der Atmosphäre zu Methan-Eiskristallen gefrieren.


Der neue dunkle Sturm auf Neptun wurde erstmals im September 2018 von Hubble gesehen, aber bereits 2016 gingen andere Wolkenaktivitäten voraus. Dies ist ein möglicher Beweis dafür, dass sich solche Stürme zuerst tiefer in der Atmosphäre entwickeln und erst sichtbar werden, wenn die Spitzen der Stürme eine ausreichend hohe Höhe erreichen.

Die neuen Bilder sind Teil eines Sammelalbums mit Bildern, die Planetenwissenschaftler mit OPAL verwenden, um Wetterphänomene auf diesen fernen Welten zu verfolgen; genau wie auf der Erde sind dazu wiederholte Beobachtungen erforderlich. Laut Simon:

Die jährlichen Beobachtungen helfen uns, die Häufigkeit von Stürmen sowie ihre Langlebigkeit zu verstehen.

Sehr dünner blauer Halbmond.

Ein ätherischer, halbmondförmiger Uranus, wie er 1986 von Voyager 2 gesehen wurde, kurz nach dem Vorbeiflug. Bild über NASA/JPL.

Uranus und Neptun sind beidesEisriesen, ohne feste Oberflächen unter ihrer Atmosphäre. Stattdessen haben sie Mäntel aus Wasserstoff und Helium, die ein wasserreiches Inneres umgeben (das Wasser hat die Form vonsuperkritische Flüssigkeit), von dem man annimmt, dass es selbst einen felsigen Kern umgibt. Jeder Planet hat einen bläulichen Farbton aufgrund des atmosphärischen Methans, das rotes Licht absorbiert, aber es ermöglicht, dass blaugrünes Licht zurück in den Weltraum gestreut wird.

Fazit: Uranus und Neptun sind beide aktive, dynamische Planeten, ähnlich wie Jupiter und Saturn, mit massiven Stürmen und anderen Wolken, die in ihrer Atmosphäre aufwirbeln. Obwohl seit Ende der 1980er Jahre keine Raumsonde mehr in der Lage war, diese fernen Welten zu besuchen, ist das Hubble-Weltraumteleskop immer noch damit beschäftigt, sie zu beobachten und die einzigartigen Wetterphänomene dieser eisigen Riesen zu verfolgen.

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