Ein internationales Astronomenteam unter der Leitung von Paola Tiranti von der Northumbria University hat erstmals Polarlichter in der oberen Atmosphäre des Uranus beobachtet und detailliert kartiert. Dank fünfzehnstündiger Beobachtungen mit dem James-Webb-Teleskop erhielten die Wissenschaftler beispiellose Daten über die Ionosphäre dieses Eisriesen. Sie entdeckten, dass das Magnetfeld des Uranus um 60 Grad geneigt ist und die Atmosphäre voller Ionen ist, was zur Entstehung komplexer Polarlichter führt. Die neue Forschung wirft auch Licht auf das Rätsel der Abkühlung der Uranus-Atmosphäre, die vor drei Jahrzehnten beobachtet wurde.
Erste Beobachtung einer Aurora
Das James-Webb-Teleskop registrierte erstmals Polarlichter auf Uranus, die das Äquivalent zu irdischen Polarlichtern sind. Sie entstehen durch die Wechselwirkung geladener Teilchen mit der Ionosphäre des Planeten.
Dreidimensionale Kartierung der Atmosphäre
Wissenschaftler erstellten ein vertikales Profil der oberen Atmosphäre des Uranus, indem sie Temperaturänderungen und Gasanteile in verschiedenen Höhen maßen. Dies ist die erste derartige dreidimensionale Kartierung der Ionosphäre eines Eisriesen.
Geneigtes Magnetfeld
Die Beobachtungen zeigten, dass der magnetische Pol des Uranus um 60 Grad von der Rotationsachse des Planeten abweicht. Diese Asymmetrie bewirkt, dass die Polarlichter in komplizierter Weise über die Oberfläche 'fegen'.
Schlüssel zum Rätsel der Abkühlung
Die gewonnenen Daten könnten helfen, die Mechanismen hinter dem vor dreißig Jahren entdeckten Phänomen der Abkühlung der Uranus-Atmosphäre zu erklären, das bisher eines ihrer größten Rätsel blieb.
Ein internationales Astronomenteam hat mit den außergewöhnlichen Fähigkeiten des James-Webb-Weltraumteleskops einen bahnbrechenden Fund auf Uranus gemacht. Erstmals in der Geschichte wurden Polarlichter auf diesem Eisriesen registriert und detailliert untersucht sowie eine dreidimensionale Karte seiner oberen Atmosphäre erstellt. Die Beobachtungen dauerten fünfzehn Stunden, was fast einem vollen Tag auf Uranus entspricht, und ermöglichten die Verfolgung molekularer Emissionen in einer zuvor für bodengebundene Teleskope unzugänglichen Schicht namens Ionosphäre. Die von Paola Tiranti von der Northumbria University geleiteten Wissenschaftler stellten fest, dass das Magnetfeld des Uranus deutlich von der Rotationsachse des Planeten abweicht, was den Polarlichtern einen außergewöhnlich komplexen Charakter verleiht. Uranus, der siebte Planet von der Sonne, wurde 1781 von William Herschel entdeckt. Er wird der Kategorie der Eisriesen zugeordnet und zeichnet sich durch eine extreme Neigung der Rotationsachse aus – der Planet „rollt“ auf seiner Umlaufbahn, was zu ungewöhnlichen Jahreszeiten führt, die jeweils mehrere Jahrzehnte dauern. Seine Atmosphäre, die hauptsächlich aus Wasserstoff, Helium und Methan besteht, stellte Wissenschaftler aufgrund von Beobachtungsschwierigkeiten und extrem niedrigen Temperaturen lange vor ein Rätsel. Die neuen Daten liefern ein vertikales Profil von Temperatur und chemischer Zusammensetzung der Atmosphäre, was entscheidend für das Verständnis der darin ablaufenden Prozesse ist. Es wurde entdeckt, dass die Ionosphäre des Uranus voller Ionen ist und die Wechselwirkung zwischen ihnen und dem geneigten Magnetfeld Polarlichter erzeugt. Es ist genau dieses einzigartige, asymmetrische Magnetfeld, das um 60 Grad geneigt ist, das bewirkt, dass die Polarlichter in komplexen Mustern über die Planetenoberfläche „fegen“, wie die Forschungsleiterin Paola Tiranti erklärte. Darüber hinaus könnten die Beobachtungsergebnisse von James Webb das fehlende Puzzleteil darstellen, um den seit drei Jahrzehnten andauernden Prozess der Abkühlung der Uranus-Atmosphäre zu erklären – ein Phänomen, das bisher keine zufriedenstellende wissenschaftliche Interpretation hatte. Diese Forschung erweitert nicht nur unser Wissen über den rätselhaftesten Planeten des Sonnensystems, sondern liefert auch ein neues Werkzeug zur Untersuchung der Atmosphärenphysik anderer Welten.
Mentioned People
- Paola Tiranti — Forscherin an der Northumbria University, die das Team leitet, das die Daten des James-Webb-Teleskops zur Atmosphäre des Uranus analysiert.