Zwei Augen auf dem Ringgiganten
Die NASA hat die detaillierteste Composite-Ansicht des Saturn veröffentlicht, die jemals zusammengestellt wurde und durch Kombination von Beobachtungen zweier der mächtigsten Weltraumteleskope der Menschheit erzeugt wurde — das James Webb Space Telescope und das Hubble Space Telescope. Durch das Abbilden des Saturn in komplementären Lichtwellenlängen im Abstand von 14 Wochen haben die beiden Observatorien gemeinsam ein Porträt des Planeten erzeugt, das sich von tiefen Wolkenschichten bis zu den obersten Bereichen seiner Atmosphäre erstreckt und strukturelle Merkmale offenbart, die kein einzelnes Teleskop allein erfassen könnte.
Die Hubble-Beobachtung wurde am 22. August 2024 in sichtbarem Licht durchgeführt. Webbs Beobachtung, die am 29. November 2024 im Infrarotbereich durchgeführt wurde, erfasste ein völlig anderes Bild desselben Planeten — eines, in dem die Ringe in eisigem Weiß leuchten, die Pole eine charakteristische graugrüne Färbung annehmen, und atmosphärische Merkmale, die in optischen Wellenlängen unsichtbar sind, hervortreten. Die Kombination der beiden Datensätze ermöglicht es Wissenschaftlern, Saturns Atmosphäre effektiv in mehreren Höhen gleichzeitig zu durchschneiden, was NASA-Forscher als das Schälen der Schichten einer Zwiebel beschreiben.
Die Ribbon-Welle und das Hexagon
Zu den in der kombinierten Bildgebung sichtbar gewordenen Merkmalen gehört Saturns Ribbon-Welle, ein langlebiger Jet Stream, der sich über die nördlichen Mittelbreiten des Planeten schlängelt. Der gewundene Weg der Welle wird durch atmosphärische Störungen im Fluss stratosphärischer Gase geformt, die ohne die höhenspezifische Empfindlichkeit, die Infrarotbeobachtungen bieten, unsichtbar wären. Die Ribbon-Welle wurde zunächst von den Voyager-Missionen in den frühen 1980er Jahren beobachtet, wurde aber nie mit diesem Detaillierungsgrad charakterisiert.
Ebenfalls in beiden Bildern sichtbar sind Teile von Saturns ikonischem Nordpolhexagon — ein massives, sechsseitiges Jet-Stream-Muster, das sich für Jahrzehnte und möglicherweise länger um Saturns Nordpol auswirkt. Die spitzen Kanten des Hexagons sind im neuen Composite schwach erkennbar, und der Vergleich zwischen den Infrarot- und Sichtlichtansichten bietet neue Informationen darüber, wie sich die hexagonale Struktur zu atmosphärischen Schichten in verschiedenen Höhen verhält. Voyager 1 dokumentierte das Hexagon 1981 erstmals; nachfolgende Missionen, einschließlich Cassinis 13-jähriger Orbitalvermessung, die 2017 endete, charakterisierten es mit zunehmender Detaillierung, und die Webb-Hubble-Kombination erweitert diesen Datensatz noch weiter.
Ein mit Infrarot aufgelöster Reststurm
Eines der auffälligeren Merkmale im Webb-Infrarotbild ist ein kleiner, aber ausgeprägter atmosphärischer Fleck — ein Überbleibsel des Großen Frühjahrssturms, der zwischen 2010 und 2012 die nördliche Hemisphäre des Saturn heimsuchte. Dieser Sturm war eines der größten atmosphärischen Ereignisse, die während des Raumfahrtzeitalters auf irgendeinem Planeten unseres Sonnensystems beobachtet wurden, und erzeugte eine Störung, die sich über die gesamte nördliche Hemisphäre des Saturn erstreckte. Zwölf Jahre später ist sein Fingerabdruck in der thermischen Infrarot noch nachweisbar, ein Zeugnis der Tiefe und Hartnäckigkeit der Wettersysteme des Saturn.
Die Ringe in Infrarot und sichtbarem Licht
Saturns Ringe verhalten sich im elektromagnetischen Spektrum unterschiedlich, und die kombinierte Bildgebung macht diesen Kontrast deutlich. In Hubbles Sichtlichtansicht erscheinen die Ringe als die bekannte gebänderte Struktur aus Gold- und Beige-Tönen. In Webbs Infrarot leuchten die gleichen Ringe in hellem, eisigem Neonweiß, was die Folge der hohen Reflektivität von Wassereis — der Hauptbestandteil der Ringpartikel — bei Nahinfrarot-Wellenlängen ist.
Sechs Monde des Saturn erscheinen in den Bildern: Janus, Dione, Enceladus, Mimas, Epimetheus und Titan. Enceladus, bekannt dafür, einen subsurfizialen Ozean zu beherbergen und Wasserdampf durch Geysire an seinem Südpol auszustoßen, ist als kleiner heller Punkt in der Nähe der Ringe im Weitbildrahmen sichtbar.
Der wissenschaftliche Wert der Multi-Wellenlängen-Astronomie
Die neuen Saturn-Beobachtungen veranschaulichen die wissenschaftliche Strategie hinter dem gleichzeitigen Betrieb mehrerer komplementärer Observatorien. Webb und Hubble wurden mit unterschiedlichen primären Missionen und unterschiedlichen Wellenlängenfähigkeiten entworfen, aber ihr gleichzeitiger Betrieb ermöglicht es Astronomen, ihre Ansichten auf Weise zu kombinieren, die die Planetenstruktur mit beispielloser Tiefe offenbaren. Webbs Infrarotempfindlichkeit erkundet atmosphärische Schichten, die für sichtbares Licht undurchsichtig sind; Hubbles scharfe Sichtlichtauflösung erfasst Wolkenstruktur und Oberflächenmerkale mit einer Klarheit, die selbst Webb bei diesen Wellenlängen nicht erreichen kann.
Die gemeinsame Beobachtung basiert auf dem Datenerbe des Cassini-Orbiters, der 13 Jahre lang die Saturn umkreiste, bevor er im September 2017 absichtlich in die Atmosphäre eintrat. Cassini lieferte die detaillierteste In-situ-Charakterisierung der Atmosphäre, Ringe und Monde des Saturn, die jemals erfasst wurde, und die Webb-Hubble-Beobachtungen erweitern dieses Verständnis, indem sie eine systematische Überwachung des Planetenklimas und der atmosphärischen Entwicklung aus der Erdorbitalumgebung ermöglichen. Mit beiden Teleskopen in ihren operativen Spitzenjahren erwarten Astronomen, Saturn periodisch erneut zu besuchen und einen zeitgestaffelten Datensatz der atmosphärischen Dynamik aufzubauen, der die Modelle des Riesenplaneten-Wetters für Jahrzehnte prägen wird.
Dieser Artikel basiert auf Berichten von science.nasa.gov. Lesen Sie den Originalartikel.
