Infrarotkartierung der Saturnwolken durch Cassini. Bildnachweis: NASA / JPL / SSI Zum Vergrößern anklicken
Cassini-Wissenschaftler haben eine unerwartete Menagerie von Wolken entdeckt, die in den Tiefen der komplizierten Saturnatmosphäre lauern.
"Im Gegensatz zu den trüben, breiten, globalen Wolkenbändern, die regelmäßig in der oberen Atmosphäre des Saturn zu sehen sind, scheinen viele der tieferen Wolken isolierte, lokalisierte Merkmale zu sein", sagte Dr. Kevin H. Baines, Mitglied des Teams für visuelle und Infrarot-Kartierungsspektrometer vom Jet Propulsion Laboratory der NASA, Pasadena, Kalifornien. "Sie sind in einer Vielzahl von Größen und Formen erhältlich, einschließlich kreisförmiger und ovaler Formen, Donutformen und Wirbel."
Diese Wolken befinden sich tief in der Atmosphäre, etwa 30 Kilometer unter den oberen Wolken, die normalerweise auf dem Saturn zu sehen sind. Sie verhalten sich auch anders als in der oberen Atmosphäre und bestehen aus verschiedenen Materialien. Sie bestehen entweder aus Ammoniumhydrogensulfid oder Wasser, aber nicht aus Ammoniak - von denen allgemein angenommen wird, dass sie die oberen Wolken umfassen.
Wissenschaftler nutzen die Bewegungen dieser Wolken, um das dynamische Wetter in der tiefen Saturnatmosphäre zu verstehen und ein dreidimensionales globales Zirkulationsbild des Saturn zu erhalten. Sie haben Winde in geringer Höhe über fast den gesamten Planeten kartiert. Der Vergleich dieser Winde mit den Winden in höheren Lagen hat zu dem Schluss geführt, dass am Saturnäquator erhebliche Windscheren existieren. Diese Scheren ähneln der von Galileo am Jupiter beobachteten Windscherung, was darauf hinweist, dass auf beiden Planeten ähnliche Prozesse ablaufen. Die vom Kartierungsspektrometer gemessenen neuen Windgeschwindigkeiten zeigen, dass Winde etwa 275 Kilometer pro Stunde (170 Meilen pro Stunde) tiefer als in der oberen Atmosphäre schneller wehen.
Neben den Donut-förmigen und anderen lokalisierten Wolkensystemen erscheinen in den neuen Bildern auch Dutzende von Planetengürteln aus Wolken. Solche Spuren - bekannt als "Zonen" - sind häufig in den oberen Wolken des Saturn und den anderen großen Planeten zu sehen. Diese tieferen Gassen sind jedoch überraschend eng und zahlreicher als anderswo, einschließlich der oberen Wolken des Saturn. Sie haben auch eine viel fadenförmigere Struktur als normalerweise in der oberen Atmosphäre von Jupiter oder Saturn zu sehen, wobei viele der fadenförmigen Strukturen und Wirbel mit diskreten Wolkenzellen verbunden sind, die wie konvektive Zellen auf der Erde aussehen.
Das visuelle und Infrarot-Kartierungsspektrometer nahm zwischen Februar und Juli dieses Jahres hochauflösende Nahinfrarotbilder der tiefen Wolken während vier enger Saturndurchgänge auf. Die Bilder hatten eine Wellenlänge, die siebenmal größer war als für das menschliche Auge sichtbar und fünfmal größer als für die visuelle Kamera von Cassini verfügbar.
Die Wissenschaftler verwendeten eine neue Technik, mit der sie die tiefen Wolken abbilden konnten, die sich gegen die Hintergrundstrahlung der vom Inneren des Planeten erzeugten Wärme abheben. Bisher war die Abbildung von Wolken in den Tiefen des Saturn nicht praktikabel, da Trübungen und Wolken der oberen Ebene die Sicht verdecken.
"Anstatt Sonnenlicht als Strahlungsquelle für die Abbildung der tiefen Wolken zu verwenden, die sich unter der dunklen Schicht der Wolken der oberen Ebene befinden, haben wir eine neue Technik entwickelt, bei der die Wärme des Saturn als Lichtquelle verwendet wird", sagte Baines. "Es ist, als würde man nachts von einem Flugzeug aus auf eine gut beleuchtete Stadt herabblicken und die schwarzen Bereiche gegen die Lichter der Stadt sehen, was darauf hinweist, dass dort eine Wolke das Licht blockiert. Saturn strahlt sein eigenes strahlendes Licht aus, das dem Licht der Stadtlichter in der Nacht sehr ähnlich sieht. “
Die Verfolgung dieser thermisch hinterleuchteten Wolken über mehrere Tage hinweg ermöglichte die Bestimmung der Windgeschwindigkeiten auf den tiefsten Niveaus, die jemals auf dem Saturn gemessen wurden.
"Das Verständnis der Wolkenentwicklung in den Tiefen des Saturn wird unser Verständnis der globalen Zirkulation im gesamten Saturn und der großen Planeten schärfen", sagte Baines.
Diese Ergebnisse wurden in einer Pressekonferenz auf der 37. Jahrestagung der Abteilung für Planetenwissenschaften vorgestellt, die diese Woche in Cambridge, England, stattfand.
Weitere Informationen zur Cassini-Huygens-Mission finden Sie unter http://saturn.jpl.nasa.gov und http://www.nasa.gov/cassini.
Die Mission Cassini-Huygens ist ein Kooperationsprojekt der NASA, der Europäischen Weltraumorganisation und der italienischen Weltraumorganisation. JPL, eine Abteilung des California Institute of Technology in Pasadena, verwaltet die Cassini-Huygens-Mission für die NASA-Direktion für Wissenschaftsmission in Washington, DC. Der Cassini-Orbiter wurde bei JPL entworfen, entwickelt und montiert. Das Team für visuelle und Infrarot-Kartierungsspektrometer hat seinen Sitz an der Universität von Arizona.
Ursprüngliche Quelle: NASA / JPL / SSI-Pressemitteilung
