Forscher finden bislang beste Erklärung für gigantisches Sechseck auf Saturn

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Animation der Rotation des Saturn-Hexagons auf der Grundlage der Beobachtung der Sonde “Cassini” im Dezember 2012.

Copyright: NASA/JPL-Caltech/SSI/Hampton University

Socorro (USA) – Schon seit den frühen 1980er Jahren sorgt eine permanent über dem Nordpol des Ringplaneten Saturn rotierende nahezu gleichseitige Sechseck-Formation in der Atmosphäre für Rätselraten unter Planetenforschern und so manchen Theorie für die Natur und Herkunft des “Saturn-Hexagons”. Nach zahlreichen Erklärungsansätzen liefern US-Forscher nun die bislang beste Erklärung für das mysteriöse Wolken-Sechseck.

Bei dem Saturn-Hexagon handelt es sich um eine in unserem Sonnensystem bislang einzigartige Struktur: Im Zentrum des rund 32.000 Kilometer durchmessenden Sechsecks rotiert ein gewaltiger Sturm und die Struktur selbst – das zeigen Wärmebildaufnahmen der NASA-Saturnsonde “Cassini” reicht bis zum 100 Kilometer tief in die Atmosphäre des Gasplaneten hinein (…GreWi berichtete).

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Der bislang vielversprechendste Ansatz war die Reproduktion einer vergleichbaren Sechseck-Struktur im Innern eines Laborbehälters innerhalb dessen eine die Saturnatmosphäre simulierenden Lösung aus Wasser und Glyzerin (…GreWi berichtete) rotierte. Einziges Problem: Auf Saturn gibt es schlichtweg keinen solchen “Behälter”, der eine entsprechend wässrige und verwirbelbare Lösung beinhaltet.

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Im Vergleich: Das Saturn-Hexagon (l.) mit jenem 2010 im Labor (r.).

Copyright: NASA/JPL/GSFC/Oxford University

Tatsächlich liegen jedoch zum Verhalten des Hexagons durch die Beobachtungen der Sonden “Voyager” und “Cassini” bereits viele genaue Daten vor: So rotiert die Struktur alle 10 Stunden, 39 Minuten und 24 Sekunden einmal um ihre Zentralachse über dem Nordpol des Ringplaneten. Hinzu wird die Struktur von einem Starkwind-Höhenstrom, der mit irdischen Jet Streams vergleichbar ist umflossen.

“Mit einem wirklich einfachen Modell, ist es uns nun gelungen, viele der bislang beobachteten Eigenschaften des Saturn-Hexagons sehr gut zu simulieren”, zeigt sich der Planetenwissenschaftler Raúl Morales-Juberías vom New Mexico Institute of Mining and Technology, gegenüber “Space.com” von dem Ergebnis der Untersuchungen seines Teams überzeugt.

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Das Ergebnis der mit dem realen Vorbild stark übereinstimmenden Computersimulation.

Copyright/Quelle: Morales-Juberías et al. / iopscience.iop.org

Wie die Forscher bereits im Juni im Fachjournal “Astrophysical Journal Letters” (DOI: 10.1088/2041-8205/806/1/L18) berichteten, zeigt ihre Computersimulation, wie ein ostwärtiger Jet über den Nordpol des Saturn von kleinen internen Störungen – wie man sie bei solchen Strömen in Folge des Wechselspiels mit anderen Luftbewegungen erwarten kann – sich langsam mehr und mehr mäandernd zum beobachteten Hexagon entwickelt. In den Simulationen der Forscher pendelte sich sogar die Rotationsrate des entstandenen Hexagons vergleichbar mit der des realen Vorbilds ein.

Basierend auf diesem Modell sind es also schwächer Ströme in Höhe der Wolken, die das Hexagon nicht nur in der exakten Form halten, sondern auch dessen Rotationsrate bestimmen.

Simulationsergebnisse von Modellen, die gar keine oder tiefere Winde miteinbeziehen, ergaben keine, dem Sechseck entsprechenden Strukturen über dem Nordpol. Stattdessen entstanden etwa ein Sechs-Stern, niederwertigere Vielecke oder auch sechs Strompaare in einer hexagonalen Anordnung. Tatsächlich existiert auch über dem Südpol des Saturn ein Wirbel – jedoch ohne geometrische Ausformung.

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Alternative Szenarien führen zwar nicht zum tatsächlich vorhandenen Saturn-Hexagon, erzeugen jedoch nicht weniger spektakuläre geometrische Wolkenstrukturen.
Eine Animation dieser Simulationen finden Sie
HIER
Copyright/Quelle: Morales-Juberías et al. / iopscience.iop.org

+ + + GreWi-Kommentar
Immer wieder faszinierend, welche geometrische Meisterleistungen selbst chaotische, natürliche Wirbelsysteme entstehen lassen können.

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