Webb-Teleskop entdeckt weitere rätselhafte Strukturen in der Atmosphäre des Saturn
Newcastle (Großbritannien) – Die gewaltige Atmosphäre des Saturn stellt Planetenwissenschaftler immer wieder vor faszinierende Rätsel. Neuste Beobachtungen mit dem James-Webb-Weltraumteleskop offenbaren nun bislang unbekannte atmosphärische Strukturen in der Ionosphäre und oberen Stratosphäre des Ringplaneten.
Copyright: Tom S. Stallard et al., Geophysical Research Letters 2025
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Trotz intensiver Studien durch Erdsicht-Teleskope und der Raumsonde Cassini blieben die emissionsschwachen, aber wissenschaftlich wichtigen Schichten von Ionen und neutralen Partikeln in Saturns oberer Atmosphäre größtenteils unverstanden. Die Signale waren bisher so schwach, dass sie kaum verlässlich detektiert wurden.
Mit dem Einsatz des NIRSpec-Instruments am JWST sind nun jedoch deutlich empfindlichere Messungen und Beobachtungen der Ionosphäre und Stratosphäre des Saturn möglich, durch die neue atmosphärische Prozesse sichtbar werden.
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Dunkle „Perlen“ in der Ionosphäre
Wie das Team um Tom S. Stallard von der Northumbria University aktuell im Fachjournal „Geophysical Research Letters“ (DOI: 10.1029/2025GL116491) berichtet, offenbaren die jüngsten Saturn-Beobachtungen mit dem James Webb Space Telescope (JWST) eine über verschiedene Längengrade hinwegreichende kettenartige, dunkle Flecken, die die Forschenden als „Beads“ (Perlen) bezeichnen und die wiederum von helleren Halos umgeben sind. Diese Strukturen befinden sich äquatorwärts des Bereichs der kräftigsten Polarlichter.
Dunkle „Perlen“ in der Saturn-Ionosphäre.
Copyright: Tom S. Stallard et al., Geophysical Research Letters 2025
Die Stallard, Kolleginnen und Kollegen halten es für unwahrscheinlich, dass diese dunklen Flecken durch Einflüsse von außen wie einfallendes Material aus dem Weltraum oder einfache atmosphärische Prozesse entstehen. Stattdessen spekulieren sie, dass es sich um das Ergebnis von Scherbewegungen in ionosphärischen Winden sein könnten – also, dass starke Windgefälle oder Windverschiebungen in den oberen Atmosphärenschichten Schattenzonen oder Dichteunterschiede erzeugen.
Ein Sechsstern in der Stratosphäre
Noch erstaunlicher sind die Beobachtungen der Forscher und Forscherinnen in der oberen Saturn-Stratosphäre: Dort scheint eine dunkle Polkappe ihre Struktur weit nach unten in die subäquatorialen Regionen auszustrecken. Dabei formen sich „Arme“ oder Speichen, die insgesamt wie ein sechsstrahliger Stern wirken, allerdings fehlen zwei dieser sechs Arme, sodass die Form asymmetrisch wirkt. Die grundsätzlich sechsgliedrige Struktur dieses Musters ist jedoch interessant, spiegelt sie doch die Geometrie des sogenannten Saturn-Hexagons, einem gewaltigen sechsseitigen Wolkenwirbel über dem Staurn-Nordpol (…GreWi berichtete)
Copyright: Tom S. Stallard et al., Geophysical Research Letters 2025
Auch diese Struktur war bislang unbekannt und deutet auf dynamische Prozesse hin, die tief in die Atmosphäre hinein reichen könnten. Als mögliche Ursachen diskutieren die Forschenden Veränderungen in der unteren Atmosphäre, Wechselwirkungen mit energetischen Partikeln, interne atmosphärische Strömungen oder sogar bislang unerkannte Wechselwirkungen mit Saturns Magnetosphäre.
Methan-Emission: Ungewöhnliche Morphologie weit außerhalb des LTE
Ein weiterer Befund: Die Methan-Emission in dieser Region folgt nicht dem, was man als LTE (Local Thermodynamic Equilibrium) erwartet. Das heißt: Die Verteilung und Intensität der Emissionen weichen von Modellen ab, die davon ausgehen, atmosphärische Bestandteile stünden in einem thermischen Gleichgewicht. Diese Nicht-LTE-Emissionen werfen ein Licht auf komplexe thermische und dynamische Prozesse – wie Hitzeverteilungen, Energieaustausch oder Transportprozesse in den hohen Atmosphärenschichten.
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Recherchequelle: Geophys. Research Letters
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