Saturns Ringe regnen Partikel auf seine Atmosphäre

Eskere Guru

Die berühmten Ringe des Saturn verleihen dem Planeten nicht nur sein unverwechselbares Aussehen – sie beeinflussen auch sein Wetter. Neue Forschungen mit dem Hubble-Weltraumteleskop zeigen, dass die Eisringe tatsächlich die Atmosphäre des Saturn aufheizen, ein Phänomen, das uns auch dabei helfen könnte, mehr über entfernte Exoplaneten zu erfahren.

Die Ringe des Saturn bestehen aus kleinen Eispartikeln, die Ringformen bilden, die bis zu 275.000 Kilometer vom Planeten entfernt sind. Und es scheint, dass es diese eisigen Partikel sind, die etwas kontraintuitiv eine Erwärmung in der Atmosphäre des Planeten verursachen. Die Forscher schauten sich Beobachtungen von Hubble sowie den Missionen Cassini und Voyager an und sahen mehr ultraviolette Strahlung als erwartet in der oberen Atmosphäre des Saturn, was auf eine Erwärmung dort hinweist.

Dies ist ein zusammengesetztes Bild, das die Saturn-Lyman-Alpha-Ausbuchtung zeigt, eine Emission von Wasserstoff, die ein anhaltender und unerwarteter Überschuss ist, der von drei verschiedenen NASA-Missionen, nämlich Voyager 1, Cassini und dem Hubble-Weltraumteleskop, zwischen 1980 und 2017 entdeckt wurde.
Dies ist ein zusammengesetztes Bild, das die Saturn-Lyman-Alpha-Ausbuchtung zeigt, eine Emission von Wasserstoff, die ein anhaltender und unerwarteter Überschuss ist, der von drei verschiedenen NASA-Missionen, nämlich Voyager 1, Cassini und dem Hubble-Weltraumteleskop, zwischen 1980 und 2017 entdeckt wurde. WISSENSCHAFT: NASA , ESA, Lotfi Ben-Jaffel (IAP & LPL)

Es wird angenommen, dass diese Erwärmung durch Partikel aus den Ringen verursacht wird, die aufgrund von Kräften wie Sonnenwinden oder Mikrometeoriten auf die Atmosphäre regnen. Im Laufe der Zeit verlieren die Ringe nach und nach Partikel, wenn sie in die Atmosphäre des Planeten fallen und den Wasserstoff dort erhitzen – und obwohl die Wissenschaftler bereits von den sich zersetzenden Ringen wussten, ist der Erwärmungseffekt eine neue Erkenntnis.

„Obwohl der langsame Zerfall der Ringe bekannt ist, überrascht sein Einfluss auf den atomaren Wasserstoff des Planeten. Von der Cassini-Sonde wussten wir bereits um den Einfluss der Ringe. Wir wussten jedoch nichts über den atomaren Wasserstoffgehalt“, sagte der Hauptautor der Forschung, Lotfi Ben-Jaffel vom Institut für Astrophysik in Paris, in einer Erklärung .

Diese Hinweise auf ultraviolette Emissionen waren zuvor in Beobachtungen von Cassini und den beiden Voyager-Sonden gesehen worden, die Saturn in den 1980er Jahren passierten. Aber die Wissenschaftler waren sich nicht sicher, ob der Effekt echt oder nur eine Folge von Rauschen war. Indem sie diese Daten zusammen mit Messungen von Hubble betrachteten, konnten die Forscher sehen, dass der Effekt echt war.

„Als alles kalibriert war, haben wir deutlich gesehen, dass die Spektren über alle Missionen hinweg konsistent sind. Dies war möglich, weil wir von Hubble denselben Bezugspunkt für die über Jahrzehnte gemessene Energieübertragungsrate aus der Atmosphäre haben“, sagte Ben-Jaffel. „Das war wirklich eine Überraschung für mich. Ich habe einfach die verschiedenen Lichtverteilungsdaten zusammengeplottet, und dann wurde mir klar, wow – es ist dasselbe.“

Ein spannendes Element dieser Erkenntnis ist, dass sie auch auf Planeten außerhalb unseres Sonnensystems, sogenannte Exoplaneten, angewendet werden könnte. Wenn Forscher ähnliche ultraviolette Strahlung von fernen Planeten erkennen können, könnte dies darauf hindeuten, dass sie ihre eigenen Ringe haben.

„Wir stehen erst am Anfang dieses Ringcharakterisierungseffekts auf die obere Atmosphäre eines Planeten“, sagte Ben-Jaffel. „Wir wollen schließlich einen globalen Ansatz haben, der eine echte Signatur über die Atmosphären entfernter Welten liefert. Eines der Ziele dieser Studie ist es zu sehen, wie wir es auf Planeten anwenden können, die andere Sterne umkreisen. Nennen Sie es die Suche nach ‚Exo-Ringen‘.“

Die Forschung wird im Planetary Science Journal veröffentlicht.