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Freitag, 01.07.2016
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Saturn: Aurora mit „Herzschlag”

Intensität der Polarlichter pulsiert im Rhythmus rätselhafter polarer Radiopulse

Der Saturn sendet an seinen Polen rätselhaft regelmäßige Radiopulse aus - warum, war bisher ungeklärt. Jetzt hat ein internationales Astronomenteam entdeckt, dass die Polarlichter des Ringplaneten im gleichen Rhythmus pulsieren – etwa einmal pro Saturntag. Dieser bisher fehlende Nachweis einer Verbindung zwischen Aurora und Radiopulsen gibt wertvolle Hinweise auf die mögliche Ursache dieses Phänomens, wie die Forscher in der Fachzeitschrift „Geophysical Research Letters“ berichten.
Auroren an beiden Polen des Saturn

Auroren an beiden Polen des Saturn

Als die Raumsonde Voyager am Saturn vorüberflog, registrierte sie regelmäßige, von den Polen des Planeten ausgehende Radiopulse. Diese elfstündigen Intervalle, so dachte man lange Zeit, folgen seiner Rotationsperiode – und damit der Tageslänge. Doch neuere Messungen zeigten, dass sich die Abstände der Radiopulse im Laufe der Zeit veränderten. Die Rotation des Planeten konnte daher nicht ihr Ursprung sein, denn diese kann nicht einfach langsamer oder schneller werden.

Missing Link zwischen Radiopulsen und Aurora


Die Astronomen suchten nach einer anderen Ursache und kamen kurz darauf auf einen anderen vielversprechenden Kandidaten: die Aurora. Ähnlich wie die Polarlichter auf der Erde entstehen auch die Auroren auf dem Saturn, wenn geladene Teilchen des Sonnenwinds oder anderer Teilchenquellen entlang der Magnetfeldlinien in die obere Atmosphäre eindringen. Dort treffen sie auf Gasteilchen und bringen sie zum Leuchten. Solche Polarlichter können auf dem Saturn über beiden Polen häufig beobachtet werden.

Die geladenen Teilchen können beim Sturz in die obere Atmosphäre eines Planeten aber auch Radiowellen aussenden, so viel war bereits bekannt. Eine Verbindung zu den Radiopulsen, beispielsweise durch ähnliche zeitliche Rhythmen, konnte aber bisher nie belegt werden. Erst jetzt hat eine Forschergruppe unter Leitung von Jonathan Nichols von der Universität von Leicester in England das lange fehlende Bindeglied gefunden.


Die Aurora pulsiert doch…


Den Astronomen gelang dies durch eine geschickte Auswertung von Daten der Raumsonde Cassini sowie des Weltraumteleskops Hubble, das von 2005 bis 2009 regelmäßig die Auroren auf dem Saturn aufgenommen hatte. Als die Forscher den Rhythmus der von Cassini aufgenommenen Radiopulse nutzten, um die Aurora-Daten zu sortieren, zeigte sich plötzlich auch in den Polarlichtern ein bisher unentdecktes Pulsieren. Sowohl auf der Nord- als auch auf der Südhalbkugel schwächten sich die Polarlichter im Takt mit den Radiopulsen jeweils bis zum Faktor 3 ab.

Verbindung erleichtert Suche nach Ursache des Ganzen


„Dies ist aus gleich zwei Gründen eine wichtige Entdeckung“, erklärt Jonathan Nichols von der Universität von Leicester in England. „Sie liefert uns eine lange vermutete, aber bisher fehlende Verbindung zwischen den Radio- und Aurora-Emissionen. Diese Verbindung ist wichtig, da sie darauf hindeutet, dass das Pulsieren der Radioemissionen durch die Prozesse ausgelöst wird, die auch die Aurora des Saturn erzeugen.“

Da sowohl die Radiopulse als auch das planetare Magnetfeld sehr gut durch die Instrumente der seit einigen Jahren im Saturnsystem kreisenden Raumsonde Cassini erfasst und analysiert werden können, eröffnet der neuentdeckte Zusammenhang auch neue Möglichkeiten, den Ursprung des gesamten Pulsierens zu ergründen. „Das gibt uns ein wertvolles Werkzeug für die Diagnose der Ursachen des unregelmäßigen ‚Herzschlags‘ des Saturn“, so Nichols.
(University of Leicester, 06.08.2010 - NPO)