Schlagwort: Saturn

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Saturn zur Tag- und Nachtgleiche

Saturn leuchtet aus dem Dunkel hervor. Links sind die Ringe von der sonnenbeschienen Seite Saturns beleuchtet, rechts sind Planet und Ringe im Dunkel.

Bildcredit: Cassini-Bildgebungsteam, ISS, JPL, ESA, NASA

Wie sieht Saturn aus, wenn seine Ringebene genau zur Sonne zeigt? Vor dem August 2009 wusste das niemand. Alle 15 Jahre zeigen die Saturnringe genau zur Erde und verschwinden scheinbar. Das Verschwinden der Ringe ist kein Geheimnis mehr. Saturns Ringe sind bekanntlich so dünn, und die Erde ist der Sonne so nahe, dass die Ringe auch fast exakt zur Erde zeigen, wenn sie zur Sonne gerichtet sind.

Zum Glück ist die Menschheit in diesem dritten Jahrtausend fortschrittlich genug, um die Ringe bei Tag-Nacht-Gleiche mit einer Raumsonde von der Seite zu sehen. Im August 2009 fotografierte die Raumsonde Cassini im Saturnorbit zur Tag-Nacht-Gleiche eine Serie beispielloser Bilder der Saturnringe. Oben seht ihr ein Digitalkomposit aus 75 solchen Bildern.

Die Ringe erscheinen ungewöhnlich dunkel. Auf Saturns Wolkenoberflächen ist eine sehr dünne Ringschattenlinie zu erkennen. Objekte, die aus der Ringebene ragen, sind hell beleuchtet und werfen lange Schatten. Diese Bilder werden genau untersucht. So möchten Forschende die genaue Größe der Teilchen vermessen, aus denen die Saturnringe bestehen. Auch die allgemeine Dynamik der Umlaufbewegung wird dabei ermittelt.

Diese Woche findet auf der Erde eine Tag- und Nachtgleiche statt.

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Die Küstenlinie des Universums

Über einem beleuchteten Strand steigt die Milchstraße auf. Rechts daneben leuchten helle Sterne und Planeten. Das Bild wirkt wie eine Szene aus einem schaurigen Science-Fiction-Film.

Bildcredit und Bildrechte: Bill Dickinson

In dieser Landschaft mit Nachthimmel verlaufen dunkle Gräben aus interstellarem Staub. Ebbe und Flut im Sternenlicht der Milchstraße erinnern an Wellen, die sich an einer kosmischen Küste brechen. Das Schwarz-Weiß-Bild wurde auf den Dünen von Hatteras Island in North Carolina mit einer Digitalkamera fotografiert. Es erinnert an eine Zeit, in der man empfindliche Schwarz-Weiß-Filme gerne für lichtschwache Nacht- und Astrofotografie verwendete.

Im Süden leuchten in der Bildmitte die hellen Sterne im Schützen und Skorpion. Der wandernde Mars, Saturn und Zuben-el-dschenubi (Alpha Librae) bilden ein kompaktes Dreieck heller Himmelslichter. Es steht rechts neben der zentralen Wölbung der Milchstraße. Die bewegende schwarz-weiße Strandszene passt in einen Science-Fiction-Klassiker der 1950er-Jahre, den ihr nie gesehen habt: „Es kam aus den Dünen.“

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Möglicherweise bewohnbare Monde

Vier Monde sind abgebildet, von links oben nach rechts unten: Europa, Ganymed, Enceladus, Titan.

Bildcredit: Forschung und Zusammenstellung – René Heller (McMaster Univ.) et al.; Bildfelder – NASA/JPL/Space Science Institute – Bildrechte: Ted Stryk

Für die Astrobiologie sind diese vier Monde wohl die interessantesten im Sonnensystem. Sie sind alle im gleichen Maßstab dargestellt. Ihre Erforschung durch interplanetare Raumsonden führte zu einer Idee: Nicht nur Planeten, sondern auch Monde könnten eine Umgebung bieten, die für Leben günstig ist.

Die Jupiter-Mission Galileo untersuchte auch den Mond Europa. Dort fand sie unter der Oberfläche einen globalen Ozean aus flüssigem Wasser. Galileo fand auch Hinweise auf Meere im Inneren von Ganymed.

Die Raumsonde Cassini schickte Bilder vom Saturnmond Enceladus. Darauf verströmt der Mond Fontänen aus Wassereis. Die Fontänen deuten an, dass sogar dieser kleine Mond flüssiges Wasser unter der Oberfläche hat. Unter der dichten Atmosphäre des großen Mondes Titan findet Cassini immer noch Seen auf der Oberfläche. Sie bestehen aus kalten, aber noch flüssigen Kohlenwasserstoffen.

Neue Forschung außerhalb des Sonnensystems lässt vermuten, dass es vielleicht mehr Exomonde als Exoplaneten gibt, die sich in den bewohnbaren Zonen um Sterne befinden. Wenn das stimmt, sind Monde die häufigsten bewohnbaren Welten im Universum.

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Saturns wirbelnde Wolkenlandschaft

Saturns Nordpol rückte 2012 ins Sonnenlicht. Hier befindet er sich an der Licht-Schatten-Grenze, dem Terminator. In der Mitte ist ein dunkelroter runder Strudel, außen herum verläuft eine sechsseitige Sturmstruktur. Rechts oben leuchten die Saturnringe in hellem Blau.

Bildcredit: Cassini-Bildgebungsteam, SSI, JPL, ESA, NASA

Die Weitwinkelkamera der Raumsonde Cassini schickte Ende 2012 ihre ersten Ansichten von Saturns hohem Norden, die von der Sonne beleuchtet wurden. Dazu gehört dieses faszinierende Falschfarbenbild vom Nordpol des Ringplaneten. Das Komposit entstand aus Bilddaten im nahen Infrarot. Die niedrigen Wolken sind rot gefärbt und hohen grün. Daher wirkt Saturns Wolkenlandschaft sehr lebhaft.

Der orkanartige Sturm am Nordpol ist in irdischen Maßstäben gewaltig tief, rot und etwa 2000 Kilometer groß. Die Wolken am äußeren Rand rasen mit mehr als 500 Kilometern pro Stunde. Der große, gelblich-grüne sechsseitigen Strahlstrom ist als Hexagon bekannt. In seinem Inneren wirbeln auch andere atmosphärische Strudel. Die Bögen der augenfälligen Ringe des Planeten leuchten in hellem Blau. Sie verlaufen rechts über den Wolkenoberflächen.

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Der Mond bedeckt Saturn

Links unten ist ein Teil des Mondes zu sehen. Diagonal durchs Bild verläuft der Terminator. Rechts oben verschwindet Saturn gerade zur Hälfte hinter dem dunklen Mondrand.

Bildcredit und Bildrechte: Carlos Di Nallo

Was ist mit der Hälfte von Saturn passiert? Nichts weiter. Es kam bloß der Erdmond dazwischen. Rechts oben sieht man, wie Saturn teilweise vom dunklen Rand des Mondes bedeckt wird. Auch der Mond ist nur zum Teil von der Sonne beleuchtet. Dieses Jahr führten die Bahnen von Mond und Saturn dazu, dass der Ringplanet ungewöhnlich oft in der Sichtlinie hinter dem größten Begleiter der Erde lag.

Technisch gesehen ist oben eine Bedeckung zu sehen. Sie wurde bei so einer fotogenen Ausrichtung in der argentinischen Stadt Buenos Aires fotografiert. Die Bedeckung ereignete sich Anfang letzter Woche. Man sah sie mit bloßem Auge, besser aber mit einem Fernglas.

2014 bedeckt unser Mond noch viermal Saturn. Die nächste Finsternis findet am 4. August in Australien statt. Danach gibt es eine Bedeckung am 31. August, die nachts in Westafrika zu sehen ist, aber auch tagsüber in einem Großteil von Nordostamerika. (Anm.: In Europa ist am 25. Oktober eine Saturnbedeckung zu sehen.)

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Dauerhafte Saturn-Polarlichter

Drei Bilder zeigen Saturn schräg von unten, sie sind zu einem Komposit kombiniert. Am Südpol leuchten blaue Polarlichter.

Bildcredit: J. Clarke (Boston U.) und Z. Levay (STScI), ESA, NASA

Sind Saturns Polarlichter ähnlich wie jene auf der Erde? Um diese Frage zu beantworten, beobachteten das Weltraumteleskop Hubble und die Raumsonde Cassini gleichzeitig Saturns Südpol, als sich Cassini im Jänner 2004 dem Gasriesen näherte. Hubble fotografierte Bilder im Ultraviolettlicht. Gleichzeitig zeichnete Cassini Radio-Emissionen auf und beobachtete den Sonnenwind.

Wie auf der Erde bilden Saturns Polarlichter ganze oder unvollständige Ringe um die Magnetpole. Doch anders als auf der Erde bestehen Saturns Polarlichter nicht nur Minuten, sondern Tage. Sie entstehen, wenn geladene Teilchen in die Atmosphäre eintreten. Doch Saturns Polarlichter werden anscheinend stärker vom Sonnenwind moduliert als die Polarlichter auf Jupiter oder auf der Erde.

Die Bildfolge zeigt drei Hubblebilder von Saturn, die im Abstand von je drei Tagen fotografiert wurden.

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Waterton-Lake-Finsternis

Über einem Gewässer und hinter spitz aufragenden Bergen wandert ein helles Himmelslicht, das in der Mitte dämmrig rot leuchtet. Es ist der Mond im Laufe einer totalen Mondfinsternis.

Bildcredit und Bildrechte: Yuichi Takasaka / TWAN / www.blue-moon.ca

Die Bildserie einer totalen Mondfinsternis entstand am 15. April. Sie blickt nach Süden über den eisigen Waterton Lake im kanadischen Waterton-Lakes-Nationalpark in Alberta. Am fernen Horizont stehen die Gipfel des Glacier-Nationalparks in den USA.

Alle 10 Minuten dokumentierte ein Bild die Mondposition und Finsternisphase. Die Finsternis wanderte von links nach rechts über die zerklüfteten Berge und die Lichter von Waterton. Die Abfolge zeigt effektvoll die Totalitätsphase der Finsternis. Sie dauerte etwa 80 Minuten.

Um 270 v. Chr. vermaß der griechische Astronom Aristarch von Samos die Dauer von Mondfinsternissen. Das tat er ohne den Vorteil digitaler Uhren und Kameras. Doch er fand mithilfe der Geometrie eine einfache, aber genaue Methode, wie er anhand der Finsternisdauer die Mondentfernung in Erdradien berechnen konnte.

Diese aktuelle Finsternisserie zeigt auch die Positionen des Mars (rechts über dem Mond) und des hellen Sterns Spica bei der geröteten Mondscheibe. Saturn ist links darunter.

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Saturn in Blau und Gold

Saturn ist fast halb beleuchtet. Die Ringe verlaufen senkrecht im Bild und sind kaum zu sehen. Sie werfen ihre Schatten nach rechts auf die blaue Nordhalbkugel. Rechts leuchtet Saturn golden.

Bildcredit: Cassini-Bildgebungsteam, SSI, JPL, ESA, NASA

Warum ist Saturn teilweise blau? Dieses Bild von Saturn zeigt etwa das, was ein Mensch sehen würde, der knapp über der riesigen Ringwelt schwebt. Die Roboter-Raumsonde Cassini fotografierte das Bild im März 2006. Cassini umkreist derzeit Saturn.

Die majestätischen Saturnringe sind hier nur als senkrechte Linie direkt sichtbar. Doch sie zeigen ihre komplexe Struktur in den dunklen Schatten, die sie links im Bild werfen. Der Saturnmond Enceladus, der Fontänen aus Eiskristallen speit, ist nur zirka 500 Kilometer groß. Er ist die Beule in der Ringebene.

Manchmal wirkt Saturns Nordhalbkugel teilweise blau. Der Grund ist derselbe, aus dem der irdische Himmel blau erscheint: Die Moleküle in den wolkenlosen Teilen der Atmosphären beider Planeten streuen blaues Licht stärker als rotes. Wenn man tief in Saturns Wolken hineinblickt, überwiegt der natürliche goldene Farbton.

Warum der südliche Saturn nicht denselben blauen Farbton hat, ist nicht bekannt. Eine Hypothese vermutet, dass die Wolken dort höher hinaufreichen. Wir wissen auch nicht, warum Saturns Wolken golden gefärbt sind.

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