Tanzende Polarlichter auf Saturn

Die Raumsonde Cassini zeigt Saturn mit Polarlichtern in Infrarot.

Bildcredit: NASA, Cassini, VIMS Team, U. Arizona, U. Leicester, JPL, ASI

Beschreibung: Wie entstehen Polarlichter auf Saturn? Um das herauszufinden, durchstöberten Wissenschaftler*innen Hunderte von Saturns Infrarotbildern, die von der Raumsonde Cassini zu anderen Zwecken aufgenommen wurden, um genügend Bilder von Polarlichtern zu finden, anhand derer sie Veränderungen vergleichen und Filme erstellen konnten.

Einige dieser Filme zeigen deutlich, dass sich Polarlichter auf Saturn nicht nur mit dem Winkel der Sonneneinstrahlung verändern, sondern auch mit der Rotation des Planeten. Weiters hängen einige Veränderungen der Polarlichter anscheinend mit Wellen in Saturns Magnetosphäre zusammen, die wahrscheinlich von Saturnmonden verursacht werden.

Dieses Falschfarbenbild wurde 2007 aufgenommen. Es zeigt Saturn in drei Bändern des Infrarotlichtes. Die Ringe reflektieren relativ blaues Sonnenlicht, während der Planet in vergleichsweise energiearmem Rot leuchtet. Ein Band eines Südpolarlichtes leuchtet grün.

Kürzlich wurde festgestellt, dass Polarlichter Saturns obere Atmosphäre aufheizen. Wenn wir Saturns Polarlichter besser verstehen, führt das auch zu einem besseren Verständnis der Polarlichter auf der Erde.

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Mimas: Kleiner Mond mit großem Krater

Die Raumsonde Cassini zeigt den Krater Herschel auf dem kugelförmigen Saturnmond Mimas, der 1789 von Sir Wilhelm Herschel entdeckt wurde.

Bildcredit und Bildrechte: NASA, JPL-Caltech, Space Science Institute, Cassini

Beschreibung: Was auch immer Mimas getroffen hat, hätte ihn beinahe zerstört. Übrig blieb einer der größten Einschlagkrater auf einem von Saturns kleinsten runden Monden. Untersuchungen zeigen, dass ein etwas größerer Einschlag Mimas gänzlich zerstört hätte.

Der riesige, etwa 130 Kilometer große Krater, der hier abgebildet ist, trägt den Namen Herschel. Er wurde nach Sir Wilhelm Herschel benannt, der Mimas 1789 entdeckte. Die geringe Masse von Mimas bewirkt eine Oberflächengravation, die gerade einmal stark genug ist, um einen kugelförmigen Körper zu bilden, sie ist aber auch schwach genug für solche relativ großen Oberflächenstrukturen. Mimas besteht vorwiegend aus Wassereis mit ein wenig Gestein, daher man kann ihn gut als großen, schmutzigen Schneeball beschreiben.

Dieses Bild wurde 2010 beim bis dahin engsten Vorbeiflug der Roboter-Raumsonde Cassini an Mimas fotografiert, während sie Saturn umrundete.

Interaktiv: Reise über Mimas
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In, durch und hinter den Ringen des Saturns

Titan, Dione, Pandora und Pan - vier Saturnmonde mit Ringen, fotografiert von der Raumsonde Cassini.

Bildcredit: Cassini Imaging Team, ISS, JPL, ESA, NASA

Beschreibung: Vier Monde sieht man auf diesem Bild – findet ihr sie alle? Der erste ist Titan, er liegt am weitesten im Hintergrund. Titan ist der größte Saturnmond und einer der größeren Monde im Sonnensystem. Die dunkle Struktur am oberen Rand dieser ständig bewölkten Welt ist die Nordpolkappe.

Der nächste auffällige Mond ist die helle Dione im Vordergrund mit Kratern und langen Eisklippen. Von links ragen mehrere der ausgedehnten Saturnringe ins Bild, darunter Saturns A-Ring mit der dunklen Encke-Teilung. Ganz rechts, knapp außerhalb der Ringe, seht ihr Pandora, einen nur 80 Kilometer großen Mond, der Saturns F-Ring hütet.

Wo ist der vierte Mond? Wenn ihr die Saturnringe genau betrachtet, findet ihr in der Encke-Teilung einen Fleck, das ist Pan. Obwohl Pan mit 35 Kilometern einer von Saturns kleinsten Monden ist, ist er massereich genug, um die Encke-Teilung relativ frei von Ringteilchen zu halten.

Nach mehr als einem Jahrzehnt der Forschung und Entdeckung ging der Treibstoff der Raumsonde Cassini im Jahr 2017 zur Neige. Die Raumsonde wurde in die Saturnatmosphäre gelenkt, wo sie ziemlich sicher geschmolzen ist.

Samstag, 10. April, 19h: Frühlingssternbilder – online via Zoom – Eintritt frei!

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Titan: Mond über Saturn

Dieses Mosaik vom Saturnmond Titan entstand aus Bildern, die 2012 von der Raumsonde Cassini fotografiert wurden.

Bildcredit: NASA, JPL-Caltech, Space Science Institute

Beschreibung: Wie der Erdmond ist auch Saturns größter Mond Titan in einer gebundenen Rotation gefangen. Dieses Mosaik aus Bildern der Raumsonde Cassini, die im Mai 2012 aufgenommen wurden, zeigt seine saturnabgewandte Seite, die immer vom beringten Gasriesen abgewandt ist.

Titan ist der einzige Mond im Sonnensystem mit einer dichten Atmosphäre. Außerdem ist er die einzige Welt im Sonnensystem außer der Erde, von der wir wissen, dass sich auf der Oberfläche stehende Flüssigkeitskörper befinden und es einen erdähnlichen Zyklus mit flüssigem Regen und Verdunstung gibt. Die hoch gelegene Dunstschicht des 5000 Kilometer großen Mondes, der hier vor Saturns Ringen und Wolkenoberflächen schwebt, ist auf Cassinis Ansicht gut erkennbar.

Nahe der Mitte befindet sich eine dunkle, von Dünen bedeckte Region, die Shangri-La genannt wird. Die Raumsonde Huygens, die mit Cassini kam, befindet sich nach der erdfernsten Landung einer Raumsonde links unter der Mitte.

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Enceladus in Infrarot

Dramatische Details auf diesen fünf Bildern der Raumsonde Cassini des Saturnmondes Enceladus sehen aus wie tiefe Einschnitte in der Südpolregion des 500 Kilometer großen Mondes.

Bildcredit: VIMS Team, SSI, U. Arizona, U. Nantes, ESA, NASA

Beschreibung: Der eisige Saturnmond Enceladus ist eine der faszinierendsten Welten unseres Sonnensystems, ist auf diesen detailreichen Halbkugelansichten der Raumsonde Cassini zu sehen. Die fünf Bildfelder präsentieren in Falschfarben die Infrarot-Bilddaten aus 13 Jahren von Cassinis optischem und infrarotem Kartierungs-Spektrometer (VIMS) sowie dem bildgebendem Wissenschafts-Subsystem (ISS).

Frisches Eis ist rot gefärbt. Die dramatischen Details sehen aus wie tiefe Einschnitte in der Südpolregion des 500 Kilometer großen Mondes. Ihre Lage entspricht der Position der Tigerstreifen – das sind Risse in der Oberfläche, die wahrscheinlich zu einem Ozean unter der Eisdecke von Enceladus führen. Die Risse sind der Ursprung der eisigen Fontänen des Mondes, die ständig in den Weltraum sprühen. Die Eisschwaden wurden 2005 von Cassini entdeckt.

Die rötlichen Farbtöne auf der Nordhälfte der nach vorne gerichteten Halbkugelansicht sind ein Hinweis auf eine aktuelle Neustrukturierung der Oberfläche in anderen Regionen des geologisch aktiven Mondes, der vielleicht lebensfreundliche Bedingungen bietet.

Expertendebatte: Wie entdeckt die Menschheit erstmals extraterrestrisches Leben?
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Titan sehen

Diese Bilder zeigen den Saturnmond Titan in sichtbarem Licht (Mitte) und Infrarot, aufgenommen mit dem Instrument VIMS an Bord der Raumsonde Cassini.

Bildcredit: VIMS Team, U. Arizona, U. Nantes, ESA, NASA

Beschreibung: Der größte Saturnmond Titan ist in eine dichte Atmosphäre gehüllt und daher wirklich schwer zu sehen. Kleine Teilchen, die in der oberen Atmosphäre verteilt sind, bilden einen fast undurchdringlichen Schleier, der Licht in sichtbaren Wellenlängen stark streut und Titans Oberflächendetails vor neugierigen Augen verbirgt.

Doch in Infrarotwellenlängen kann man Titans Oberfläche besser abbilden, weil die Streuung schwächer und die Absorption durch die Atmosphäre geringer ist. Rund um dieses Bild von Titan in sichtbarem Licht (Mitte) sind einige der klarsten globalen Infrarotansichten des reizvollen Mondes angeordnet, die es bisher gibt.

Die sechs Bildfelder in Falschfarben zeigen eine fortlaufende Entwicklung in Infrarotbilddaten im Laufe von 13 Jahren. Die Daten stammen von VIMS, dem Kartierungs-Spektrometer in sichtbarem und infrarotem Licht (Visual and Infrared Mapping Spectrometer) an Bord der Raumsonde Cassini. Sie zeigen einen faszinierenden Vergleich mit Cassinis Ansicht in sichtbarem Licht.

Expertendiskussion: Wie findet die Menschheit erstmals außerirdisches Leben?

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Saturnsichel

Saturn mit den Monden Mimas, Janus und Pandora als Sichel, fotografiert von der Raumsonde Cassini.

Bildcredit: NASA, ESA, SSI, Cassini Imaging Team

Beschreibung: Von der Erde aus zeigt Saturn niemals eine Sichelphase. Doch wenn man den majestätischen Riesenplaneten von einem Raumschiff aus betrachtet, kann man auch eine sonnenbeleuchtete Sichel sehen.

Dieses Bild der Saturnsichel in natürlichen Farben wurde 2007 von der Roboter-Raumsonde Cassini fotografiert. Es zeigt Saturns Ringe von der Seite der Ringebene, die gegenüber der Sonne liegt – die unbeleuchtete Seite – das ist noch eine Ansicht, die von der Erde aus nicht sichtbar ist.

Man sieht die dezenten Farben der Wolkenbänder, die komplexen Schatten der Ringe auf dem Planeten und den Schatten des Planeten auf den Ringen. Die Monde Mimas (auf 2 Uhr) und Janus (4 Uhr) sind als Lichtpunkte zu sehen, doch es ist eine wahre Herausforderung, Pandora (8 Uhr) zu finden.

Von der Erde aus ist die Saturnscheibe derzeit fast voll, und sie steht gegenüber der Sonne. Zusammen mit dem hellen Nachbar-Riesenplaneten Jupiter geht er am frühen Abend auf.

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Saturns nördliches Sechseck

Das Sechseck an Saturns Nordpol wurde in den 1980er Jahren bei den Voyager-Vorbeiflügen an Saturn entdeckt. Diese einzigartige Struktur ist auch nach mehr als 30 Jahre.

Bildcredit: NASA, ESA, JPL, SSI, Cassini Imaging Team

Beschreibung: Warum bilden diese Wolken auf Saturn ein Sechseck? Niemand weiß das genau. Es wurde in den 1980er-Jahren bei den Voyager-Vorbeiflügen an Saturn entdeckt, und noch nie hat jemand etwas Vergleichbares irgendwo im Sonnensystem gesehen.

Ende 2012 fotografierte die Weitwinkelkamera der Raumsonde Cassini die ersten sonnenbeleuchteten Ansichten vom nördlichen Saturn, darunter auch dieses atemberaubende Falschfarbenbild vom Nordpol des Ringplaneten. Das Kompositbild wurde aus Daten im nahen Infrarot erstellt. Es zeigt niedrige Wolken in roten Farbtönen und hoch oben liegende Wolken in Grün, was Saturns Wolkenlandschaft sehr lebendig erscheinen lässt.

Dieses und ähnliche Bilder zeigen, wie stabil das Sechsecks mehr als 30 Jahre nach Voyager noch ist. Filme von Saturns Nordpol zeigen, wie die Wolkenstruktur auch während der Rotation ihre sechseckige Form beibehält.

Anders als einzelne Wolken auf der Erde, die wie Sechsecke aussehen, hat das Wolkenmuster auf Saturn augenscheinlich sechs klar definierte Seiten, die alle fast gleich lang sind. Vier Erden würden in dieses Sechseck passen. Hinter den Wolkenoberflächen leuchten rechts oben die Bögen der auffälligen Ringe in strahlendem Blau.

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Nördlicher Sommer auf Titan

Heute beginnt mit der Sommersonnenwende auf der Nordhalbkugel der Erde der Sommer. Auf dem Saturnmond Titan (im Bild) begann der Sommer vor 3 Jahren.

Bildcredit und Bildrechte: Cassini Imaging Team, SSI, JPL, ESA, NASA

Beschreibung: Die heutige Sonnenwende bringt den Sommer auf die Nordhalbkugel der Erde. Doch den Ringplaneten Saturn erreichte die nördliche Sommersonnenwende am 24. Mai 2017, vor mehr als drei Jahren.

Der Saturnmond Titan, der den Gasriesen umkreist, durchläuft die Jahreszeiten Saturns. Titan ist größer als der innerste Planet Merkur. Dieses Bild der Raumsonde Cassini entstand etwa zwei Wochen nach Beginn des nördlichen Sommers.

Die Ansicht im nahen Infrarot zeigt helle Methanwolken, die durch Titans dichte, dunstige Atmosphäre treiben, aus einer Entfernung von etwa 507.000 Kilometern. Unter den Wolken breiten sich dunkle Kohlenwasserstoffseen in der Nähe seines voll beleuchteten Nordpols aus.

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Erde und Mond hinter den Saturnringen

2017 fotografierte die Raumsonde Cassini beim Blick durch die Ringe den Planeten Erde und ihren Mond.

Bildcredit: NASA, ESA, JPL-Caltech, SSI, Cassini Imaging Team; Bearbeitung und Lizenz: Kevin M. Gill

Beschreibung: Was sind diese Punkte zwischen den Saturnringen? Unsere Erde und ihr Mond.

Vor etwas mehr als drei Jahren, als der Planet Saturn vorübergehend die Sonne abdeckte, konnte die Roboter-Raumsonde Cassini ins innere Sonnensystem blicken. Dort erspähte sie Erde und Mond als winzige Nadelstiche aus Licht in einer Entfernung von etwa 1,4 Milliarden Kilometern.

Rechts im Bild liegt Saturns ARing, ganz rechts die breite Encke-Teilung, in der Mitte die schmälere Keeler-Teilung. Ganz links ist Saturns sich ständig verändernder F-Ring zu sehen. Aus dieser Perspektive wurde das Licht der Saturnringe großteils  nach vorne gestreut, daher erscheinen sie von hinten beleuchtet.

Nach mehr als einem Jahrzehnt der Forschung und Entdeckung ging 2017 der Treibstoff der Raumsonde Cassini zur Neige, daher wurde sie in die  Saturnatmosphäre gelenkt, wo sie sicherlich aufschmolz.

Galerie: Bilder der Venus-Merkur-Konjunktion 2020, die bei APOD eingereicht wurden
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Frische Tigerstreifen auf dem Saturnmond Enceladus

Siehe Beschreibung. XXX; Ein Klick auf das Bild lädt die höchstaufgelöste verfügbare Version.

Bildcredit und Bildrechte: NASA, ESA, JPL, SSI, Cassini Imaging Team

Beschreibung: Wie erfährt die Menschheit erstmals von außerirdischem Leben? Eine Möglichkeit ist, dieses unter der eisigen Oberfläche des Saturnmondes Enceladus zu finden. Warum könnte es dort Leben geben?

Ein Grund das zu vermuten sind lange Strukturen, die als Tigerstreifen bezeichnet werden, von diesen ist bekannt, dass sie Eis aus dem frostigen Inneren des Mondes in den Weltraum ausstoßen. Diese Oberflächenrisse erzeugen Wolken aus feinen Eisteilchen über dem Südpol des Mondes und bilden Saturns rätselhaften E-Ring. Hinweise darauf kamen von der Roboter-Raumsonde Cassini, die von 2004 bis 2017 um Saturn kreiste.

Dieses hoch aufgelöste Bild von Enceladus entstand bei einem nahen Vorbeiflug. Die ungewöhnlichen Tigerstreifen auf der Oberfläche sind in Falschfarbenblau abgebildet. Warum Enceladus aktiv ist, bleibt ein Rätsel, da der benachbarte Mond Mimas ungefähr gleich groß ist, aber ziemlich tot erscheint.

Eine aktuelle Analyse der ausgestoßenen Eiskörnchen lieferte Hinweise, dass es im Inneren von Enceladus komplexe organische Moleküle gibt. Diese großen kohlenstoffreichen Moleküle lassen vermuten – beweisen aber nicht -, dass die Ozeane unter der Oberfläche von Enceladus Leben enthalten könnten. Ein weiterer Mond im Sonnensystem, der unter der Oberfläche Leben bergen könnte, ist Europa.

Expertendiskussion: Wie wird die Menschheit erstmals außerirdisches Leben entdecken?

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