Wie blaue Murmeln

Die Planeten Uranus und Neptun, die sich jenseits von Jupiter und Saturn in unserem Sonnensystem befinden, wurden nur einmal kurz von einem Raumschiff besucht. Die NASA-Raumsonde Voyager 2, die 1986 an Uranus und 1989 an Neptun vorbeiflog, machte die einzigen Nahaufnahmen dieser fernen Welten.

Die ersten Bilder von Neptun enthüllten einen Planeten mit einer dynamischen Atmosphäre und zwei mysteriösen dunklen Wirbeln. Der Uranus hingegen wirkte gesichtslos. Aber diese Ansichten waren nur einmalige Schnappschüsse: Sie konnten nicht zeigen, wie sich die Atmosphären der Planeten im Laufe der Zeit verändern.

Mit dem Hubble-Weltraumteleskop werden diese fernen Welten etwa einmal jährlich untersucht, während sie auf ihren jahrzehntelangen Umlaufbahnen saisonale Veränderungen durchlaufen. Ein Jahr auf Uranus entpricht 84 Erdenjahren, während Neptun 165 Erdenjahre benötigt, um die Sonne zu umkreisen.

Neue Hubble-Bilder

Die neusten Hubble-Bilder zeigen eine dynamische Atmosphäre auf dem Uranus (links) und einen Sturm oberhalb der Bildmitte auf dem Neptun (rechts).

Die Aufnahme des Uranus zeigt eine große, helle Polkappe über dem Nordpol. Man geht davon aus, dass sich die Kappe aufgrund von saisonalen Veränderungen der atmosphärischen Strömung bildet. Sie erscheint viel markanter, als bei früheren Beobachtungen der Raumsonde Voyager-2, die den Planeten in den blassen Wintermonaten zeigen.

Wissenschaftler glauben, dass diese Veränderungen auf die besondere Rotation des Uranus zurückzuführen sind. Im Gegensatz zu jedem anderen Planeten im Sonnensystem ist Uranus fast ganz zur Seite gekippt. Aufgrund dieser extremen Neigung scheint die Sonne im Sommer des Planeten fast direkt auf den Nordpol und geht nie unter. Uranus nähert sich nun der Mitte der 21-jährigen Sommersaison und die Polarkappenregion ist deutlicher zu sehen.

Am Rande der Wolkenkappe befindet sich eine große Wolke aus Methaneis, während ein schmales Wolkenband den Planeten nördlich des Äquators umgibt. Es ist ein Rätsel, wie sich solche Bänder auf so schmale Breiten beschränken, denn Uranus und Neptun haben sehr breite, nach Westen verlaufende Winde.

Die neuesten Bilder zeigen, dass auf Neptun ein neuer, wirbelnder und dunkler Sturm tobt, der sich über fast 11 000 km erstreckt – diese Größe entspricht etwa der Entfernung zwischen Lissabon und Tokio. Dazu kommen leuchtend weiße Begleitwolken, die sich bilden, wenn der Umgebungsluftstrom gestört wird und über den dunklen Wirbel nach oben gelenkt wird, so dass Gase zu Methan-Eiskristallen gefrieren. Wie Jupiters Großer Roter Fleck bewegen sich die dunklen Wirbel in antizyklonischer Richtung und scheinen Material aus tieferen Schichten in der Atmosphäre des Eisriesen zu heben.

Sowohl Uranus als auch Neptun sind bekannt als "Eisriesen", die sich grundlegend von Gasriesen wie Jupiter und Saturn unterscheiden. Sie haben keine feste Oberfläche, sondern bestehen aus Schichten aus Wasserstoff und Helium, die ein wasserreiches Inneres umgeben, das wiederum wahrscheinlich einen felsigen Kern umgibt. Atmosphärisches Methan absorbiert rotes Licht, ermöglicht aber die Rückstreuung von blau-grünem Licht in den Weltraum und gibt beiden Planeten den charakteristischen Farbton.

Unterschiede und Ähnlichkeiten verstehen

Die Analyse von Uranus und Neptun hilft den Wissenschaftlern dabei, die Unterschiede und Ähnlichkeiten der Planeten in unserem eigenen Sonnensystem und die tausenden  entdeckten Exoplaneten in anderen Sonnensystemen besser zu verstehen. Der größte Teil dieser Planeten sind in Etwa so groß wie Neptun oder Uranus.

Die bevorstehende Exoplanetenmission Cheops der ESA wird sich auf die Analyse von Sternen konzentrieren, von denen bekannt ist, dass sie Planeten in einer Größe, die sich zwischen Erde, Neptun und Uranus bewegt, beherbergen.

Da der Jupiter Ende der 2020er Jahre und Anfang der 2030er Jahre in einer günstigen Position stehen wird, um Raumsonden einen Gravitationsschwung zu geben, haben NASA und ESA Konzepte geprüft, um eine Mission zu den Eisriesen zu entsenden, um die kaum bekannte Klasse dieser Planeten genauer zu ergründen.

Diese Bilder wurden Ende 2018 im Rahmen des Programms Outer Planet Atmospheres Legacy (OPAL) aufgenommen und erstmals am 7. Februar 2019 veröffentlicht. Diese Bildunterschrift basiert auf der Originalveröffentlichung.