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Saturn-Mission: Saturn-Polarlichter gehorchen eigenen Regeln

Polarlicht auf Saturn
Im Januar 2004 bot sich die seltene Gelegenheit, Polarlichter am Südpol des Saturns gleichzeitig mit den UV-Teleskopaugen von Hubble und den Radioohren der Raumsonde Cassini zu studieren, die nebenher auch noch die Stärke des Sonnenwindes maß. Den Auswertungen von drei Arbeitsgruppen zufolge vereinen die dortigen Aurorae zwar Merkmale derselben Erscheinungen auf Erde und Jupiter, haben aber auch Eigenständiges zu bieten.

Polarlichter auf Saturn | Am 24., 26. und 28 Januar 2004 zeichnete das Hubble-Weltraumteleskop im UV-Bereich diese Polarlichter auf dem Ringplaneten auf. Zusammen mit Cassinis Messungen der Radaremissionen und des Sonnenwindes ergab sich damit eine einzigartige Gelegenheit, die Leuchterscheinungen zu analysieren. Anders als bisher vermutet, hat Saturn hier durchaus Eigenständiges zu bieten.
So stellten die Forscher um John Clarke von der Universität Boston anhand der UV-Daten fest, dass die Polarlichter wie auf der Erde manchmal konstant an Ort und Stelle bleiben, wie bei Jupiter aber auch manchmal mit dem Planet rotieren. Anders als die hiesigen Leuchterscheinungen, die meist nur wenige Minuten anhalten, bleiben die Auroae auf Saturn zum Teil mehrere Tage bestehen. Nahm die Stärke des Sonnenwindes zu, wurden die Polarlichter wie auch auf der Erde heller [1].

Gleichzeitig – ebenfalls erdähnlich – wurden die von Cassini aufgezeichnete Radiowellen-Emissionen stärker, wie William Kurth von der University von Iowa und seine Mitarbeiter berichten [2]. Anders als bei uns jedoch verkleinerte sich dabei der Durchmesser des leuchtenden Rings, an manchen Tagen glich das Ganze sogar einer Spirale. Auf der Erde dagegen füllt sich zunächst der Innenkreis mit Licht, das sich dann abschwächt, und der Ring weitet sich. Außerdem hellten sich die Polarlichter auf Saturn insbesondere auf der Morgenseite der Region auf, was auf der Erde ebenfalls nicht zu beobachten ist. Auf Jupiter gibt es keinen Zusammenhang zwischen Sonnenwind und Aurorae, hier hellen sich die Polarlichter unabhängig von dessen Stärke etwa monatlich auf.

Demnach hat der Sonnenwind einen größeren Einfluss auf die Aurorae von Saturn als bislang angenommen. Dabei scheint sich aber besonders der Winddruck auszuwirken und nicht die Orientierung des Magnetfeldes, ermittelten Frank Crary vom Southwest Research Institute und seine Kollegen [3]. Dieses weist in der Nähe Saturns selten noch eine Richtung auf, mit der es wie im Fall der Erde sich direkt mit dem Magnetfeld des Planeten verknüpfen und es so direkt beeinflussen könnte.

Polarlichter entstehen, wenn energiereichen Teilchen aus dem Universum in die Magnetosphäre eines Planeten eindringen und dort mit Atomen und Molekülen der obersten Atmosphärenschichten kollidieren. Die frei werdende Strahlung äußert sich in Leuchterscheinung vom UV- bis in den infraroten Bereich. Auf der Erde bewirken hauptsächlich das Magnetfeld der Sonne und die mit dem Sonnenwind eingetragenen Teilchen die Bildung von Aurorae, auf Jupiter jedoch stammen die eindringenden Teilchen von den Monden des Planeten, hier haben Sonnenmagnetfeld und -wind keinen Einfluss. Bislang dachten Forscher daher, die Polarlichter auf Saturn müssten eine Mischform der beiden Varianten darstellen.

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