Außergewöhnliche Polarlichter

Auf Saturn wurden kürzlich erneut Polarlichter gesichtet, die ein sonderbares Verhalten zeigen.

Autor: Karl Urban. Vertont von Karl Urban.

Polarlichter auf Saturn
(Bild: Max-Planck-Institut)

Polarlichter, auch bekannt als Auroras, gehören zu den farbenprächtigsten Ereignissen, die man mit bloßem Auge am Himmel beobachten kann. Diese farbigen, tanzenden Bänder, die oft den gesamten Himmel überziehen, entstehen, wenn geladene Teilchen des Sonnenwindes mit dem Erdmagnetfeld interagieren und Atmosphärenmoleküle zum Leuchten anregen. Da an den Polen die Magnetfeldlinien zusammen laufen, ist in nördlicheren und südlicheren Breiten die Wahrscheinlichkeit hoch, von Zeit zu Zeit Polarlichter beobachten zu können.

Auch in der Saturnmagnetosphäre ereignen sich regelmäßig Auroras, die derzeit Studienobjekte von Cassini sind. Missions-Wissenschaftler vom Max-Planck-Institut zur Erforschung des Sonnensystems in Katlenburg-Lindau haben kürzlich dieses Phänomen erforscht. Das erstaunliche Ergebnis: Die Teilchen werden nicht nur in Richtung des Saturnmagnetfelds beschleunigt. Es fliegen auch viele aus ihm heraus – in die entgegengesetzte Richtung.

Ein ähnlicher Effekt ist auch auf der Erde bekannt. So weiß man seit kurzer Zeit, dass Elektronen des Sonnenwinds nicht nur in das Magnetfeld der Erde eindringen, sondern auch wieder aus ihm heraus beschleunigt werden können. Allerdings verursachen diese Teilchen keine Leuchterscheinungen. Die Ursache dafür war aber bisher ungeklärt.

Gibt es diese “rückwärts beschleunigten Elektronen” nur auf der Erde? Das Instrument Magnetospheric Imaging Instrument, dem auch ein in Katlenburg-Lindau gefertigter Sensor angehört, hat diese Frage nun aufgeklärt. Ein Forscherteam um Joachim Saur von der Universität von Köln veröffentlichte die Forschungsergebnisse kürzlich.

Für ihre Messungen nutzten die Forscher die Rotation der Raumsonde und des Sensors, um Richtung, Anzahl und Stärke der Elektronenstrahlen zu bestimmen. Dann verglichen sie die Ergebnisse mit Aufnahmen der Polarlichtregion und stellten sie einem globalen Modell des Saturn-Magnetfeldes gegenüber. Dabei stellte sich heraus, dass die Fußpunkte der magnetischen Feldlinien, auf denen die Elektronenstrahlen gemessen wurden, erstaunlich gut mit der Polarlichtregion übereinstimmen.

Aus der starken Bündelung des Elektronenstrahls schlossen die Wissenschaftler auf die Quelle der Strahlen: Sie muss sich oberhalb der Polarlichtregion, aber innerhalb eines Abstands von maximal fünf Saturnradien befinden. Die Ähnlichkeit der gemessenen Strahlen bei den Planeten Erde, Jupiter und jetzt auch Saturn lässt vermuten, dass es sich hierbei um einen fundamentalen Prozess bei der Entstehung von Polarlichtern handelt.

Enceladus vor dem Saturnterminator
(Bild: NASA)

Wasser auf Enceladus
Es gibt vielleicht flüssiges Wasser auf Enceladus, meint ein NASA-Forscherteam. Der Saturnmond war bisher vor allem für seine stark vereiste Oberfläche bekannt. Bewahrheitet sich diese Vermutung, müsste die Liste der Orte im Sonnensystem, an denen sich Leben hätte entwickeln können, vermutlich umgeschrieben werden (Raumfahrer.net berichtete).

Neue Bilder vom Saturn

Iapetus
(Bild: NASA)

Enceladus ist auch auf dieser Aufnahme zu sehen: Im Hintergrund erkennbar ist der Termiminator von Saturn. Dies ist die Grenze zwischen Tag- und Nachtseite eines Himmelskörpers. Die Aufnahme entstand am 17. Januar in einem Abstand von 200.000 Kilometern von Enceladus.

Sonnenlicht trifft hier fast horizontal auf den Terminator des Saturnmonds Japetus. Dabei werden viele Oberflächenmerkmale sehr deutlich hervorgehoben. Zu sehen ist im Zentrum eine Ebene in der südlichen Hemisphäre des im Durchmesser 1.468 Kilometer großen Mondes. Neben einem dominanten Krater ist die sehr dunkle Cassini Regio erkennbar. Die Aufnahme machte die Sonde Cassini am 22. Januar aus einer Entfernung von etwa 1,3 Millionen Kilometern. Die Auflösung beträgt 8 Kilometer pro Pixel.

Aufnahme: G-Ring
(Bild: NASA)

Diese kontrastverstärkte Aufnahme zeigt den filigranen G-Ring des Saturns mit seiner sehr scharfen inneren Kante und dem deutlich diffuseren äußeren Rand. Cassini flog während des Orbiteintritts durch das Ringsystem und nutzte dabei seine Parabolantenne (High gain antenna) als Schild vor Mikrometeoriten. Das Raumfahrzeug wurde dabei tatsächlich mehrfach von winzigen Eispartikeln getroffen, welche die Region zwischen F- und G-Ring bevölkern.

Dieses Bild wurde jedoch von außen aufgenommen – es entstand am 19. Januar aus einer Entfernung von 1,2 Millionen Kilometern – bei einer Auflösung von 7 Kilometern pro Pixel.

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