Neptunmond: Sommer auf Triton
Mit Hilfe des Very Large Telescope der Europäischen Südsternwarte ESO gelang es erstmals, Infrarotspektren des Neptunmonds Triton aufzunehmen. Dabei wurde unter anderem Kohlenmonoxid in der dünnen Atmosphäre entdeckt.
© ESO/L. Calçada / Triton (artist'simpression) / CC BY 4.0 CC BY (Ausschnitt)
Der Neptunmond Triton ist ausgeprägten Jahreszeiten unterworfen, obwohl Neptun als äußerster Planet des Sonnensystems rund 30-mal so weit von der Sonne entfernt ist wie die Erde. Trotz der sehr geringen Sonneneinstrahlung auf Triton reicht die Veränderung der Einstrahlungsverhältnisse aus, die äußerst dünne Atmosphäre des Monds zu beeinflussen. Die mittlere Temperatur auf Triton beträgt –235 Grad Celsius (38 Kelvin), kühl genug, dass Stickstoff auf der Oberfläche des Monds als Eis ausfrieren kann.
Beim bisher einzigen Vorbeiflug einer Raumsonde, Voyager 2 im August 1989, wurde eine dünne Atmosphäre nachgewiesen, die überwiegend aus Stickstoff besteht. Der Druck auf der Tritonoberfläche betrug nur etwa 14 Mikrobar, ein 70 000-tel des Drucks der irdischen Atmosphäre auf Meeereshöhe.
Nun untersuchte ein Forscherteam um Emmanuel Lellouch vom Pariser Observatorium mit Hilfe des Infrarotspektrografen CRIRES am Very Large Telescope der Europäischen Südsternwarte ESO auf dem Berg Paranal in Chile den Neptunmond. Erstmals gelang es mit einem erdgebundenen Teleskop, Infrarotspektren des weit entfernten Himmelskörpers aufzunehmen. Sie zeigen, dass sich die Tritonatmosphäre seit dem Vorbeiflug von Voyager 2 deutlich verändet hat.
Derzeit herrscht Sommer auf der Südhalbkugel von Triton, der insgesamt rund 40 Jahre dauert. Im Jahr 2000 durchliefen Neptun und Triton die südliche Sommersonnenwende im 165 Jahre langen Neptunjahr. Dadurch erhält die Südhemisphäre Tritons mehr Sonnenlicht und heizt sich stärker auf. Ein Teil des am Südpol ausgefrorenen Stickstoffs verdampft und erhöht dabei den Atmosphärendruck.
Lellouch und Kollegen stellten fest, dass der Druck auf der Tritonoberfläche derzeit zwischen 40 und 65 Mikrobar beträgt und damit bis zu viermal so hoch ist wie im Jahr 1989. Ein ähnliches Verhalten lässt sich beim Kohlendioxid auf dem Mars beobachten, das teilweise während der Marswinter an den Polen ausfriert, wobei sich der Druck an der Marsoberfläche im Laufe der marsianischen Jahreszeiten signifikant verändert.
Neben dem höheren Druck der Tritonatmosphäre stellten die Forscher fest, dass sich nun Kohlenmonoxid in der Gashülle befindet. Die Daten von Voyager 2 hatten gezeigt, dass es gefrorenes Kohlenmonoxid auf der Tritonoberfläche gibt, nun scheint es direkt in die Gashülle hineinzusublimieren. Zudem fanden sich auch Spuren von Methan, dass als Treibhausgas die Temperaturen in der Tritongashülle beeinflusst.
Die neuen Messdaten bedeuten, dass die bisherigen Atmosphären- und Klimamodelle für diesen eisigen Mond nun deutlicher Überarbeitung bedürfen. Die weitere Entwicklung der Tritonatmosphäre in den nächsten Jahren dürfte spannend bleiben.
Triton ist zudem auch ein Testfall für die größeren Kuipergürtelobjekte wie Pluto oder Eris, die ihrerseits von dünnen Stickstoffatmosphären umgeben sind. Bei Triton wird vermutet, dass es sich ebenfalls um ein Kuipergürtelobjekt handelt, das in der Frühzeit des Sonnensystems von Neptun eingefangen wurde.
Für diese Vermutung sprechen mehrere Gründe: Triton ist mit einem Durchmesser von 2700 Kilometern der größte Planetenmond, der seinen Mutterplaneten entgegen dessen Rotationsrichtung umkreist. Dies bedeutet, er kann sich nicht in einer den Neptun umkreisenden Scheibe gebildet haben. Zudem ist die Bahn um 23 beziehungsweise 157 Grad gegenüber der Äquatorebene Neptuns geneigt. Damit muss Triton zu den irregulären Monden gezählt werden. Reguläre Monde umkreisen ihren Mutterplaneten dagegen in einer annähernd kreisförmigen äquatornahen Umlaufbahn in dessen Rotationsrichtung.
Durch den retrograden Umlauf Tritons um Neptun ist seine Lebensdauer begrenzt, da die Gezeitenkräfte des Gasplaneten Triton immer weiter abbremsen und ihn näher an seinen Mutterplaneten heranrücken lassen. Manche Theoretiker vermuten, dass Triton innerhalb der nächsten 100 Millionen Jahren auf Neptun stürzen wird. Allerdings dürfte er vorher innerhalb der Roche-Grenze von den Gezeitenkräften im Schwerefeld Neptuns in Stücke zerrissen werden und würde dann einen kurzlebigen Ring um den Planeten formen.
Tilmann Althaus
Beim bisher einzigen Vorbeiflug einer Raumsonde, Voyager 2 im August 1989, wurde eine dünne Atmosphäre nachgewiesen, die überwiegend aus Stickstoff besteht. Der Druck auf der Tritonoberfläche betrug nur etwa 14 Mikrobar, ein 70 000-tel des Drucks der irdischen Atmosphäre auf Meeereshöhe.
Nun untersuchte ein Forscherteam um Emmanuel Lellouch vom Pariser Observatorium mit Hilfe des Infrarotspektrografen CRIRES am Very Large Telescope der Europäischen Südsternwarte ESO auf dem Berg Paranal in Chile den Neptunmond. Erstmals gelang es mit einem erdgebundenen Teleskop, Infrarotspektren des weit entfernten Himmelskörpers aufzunehmen. Sie zeigen, dass sich die Tritonatmosphäre seit dem Vorbeiflug von Voyager 2 deutlich verändet hat.
Derzeit herrscht Sommer auf der Südhalbkugel von Triton, der insgesamt rund 40 Jahre dauert. Im Jahr 2000 durchliefen Neptun und Triton die südliche Sommersonnenwende im 165 Jahre langen Neptunjahr. Dadurch erhält die Südhemisphäre Tritons mehr Sonnenlicht und heizt sich stärker auf. Ein Teil des am Südpol ausgefrorenen Stickstoffs verdampft und erhöht dabei den Atmosphärendruck.
Lellouch und Kollegen stellten fest, dass der Druck auf der Tritonoberfläche derzeit zwischen 40 und 65 Mikrobar beträgt und damit bis zu viermal so hoch ist wie im Jahr 1989. Ein ähnliches Verhalten lässt sich beim Kohlendioxid auf dem Mars beobachten, das teilweise während der Marswinter an den Polen ausfriert, wobei sich der Druck an der Marsoberfläche im Laufe der marsianischen Jahreszeiten signifikant verändert.
Neben dem höheren Druck der Tritonatmosphäre stellten die Forscher fest, dass sich nun Kohlenmonoxid in der Gashülle befindet. Die Daten von Voyager 2 hatten gezeigt, dass es gefrorenes Kohlenmonoxid auf der Tritonoberfläche gibt, nun scheint es direkt in die Gashülle hineinzusublimieren. Zudem fanden sich auch Spuren von Methan, dass als Treibhausgas die Temperaturen in der Tritongashülle beeinflusst.
Die neuen Messdaten bedeuten, dass die bisherigen Atmosphären- und Klimamodelle für diesen eisigen Mond nun deutlicher Überarbeitung bedürfen. Die weitere Entwicklung der Tritonatmosphäre in den nächsten Jahren dürfte spannend bleiben.
Triton ist zudem auch ein Testfall für die größeren Kuipergürtelobjekte wie Pluto oder Eris, die ihrerseits von dünnen Stickstoffatmosphären umgeben sind. Bei Triton wird vermutet, dass es sich ebenfalls um ein Kuipergürtelobjekt handelt, das in der Frühzeit des Sonnensystems von Neptun eingefangen wurde.
Für diese Vermutung sprechen mehrere Gründe: Triton ist mit einem Durchmesser von 2700 Kilometern der größte Planetenmond, der seinen Mutterplaneten entgegen dessen Rotationsrichtung umkreist. Dies bedeutet, er kann sich nicht in einer den Neptun umkreisenden Scheibe gebildet haben. Zudem ist die Bahn um 23 beziehungsweise 157 Grad gegenüber der Äquatorebene Neptuns geneigt. Damit muss Triton zu den irregulären Monden gezählt werden. Reguläre Monde umkreisen ihren Mutterplaneten dagegen in einer annähernd kreisförmigen äquatornahen Umlaufbahn in dessen Rotationsrichtung.
Durch den retrograden Umlauf Tritons um Neptun ist seine Lebensdauer begrenzt, da die Gezeitenkräfte des Gasplaneten Triton immer weiter abbremsen und ihn näher an seinen Mutterplaneten heranrücken lassen. Manche Theoretiker vermuten, dass Triton innerhalb der nächsten 100 Millionen Jahren auf Neptun stürzen wird. Allerdings dürfte er vorher innerhalb der Roche-Grenze von den Gezeitenkräften im Schwerefeld Neptuns in Stücke zerrissen werden und würde dann einen kurzlebigen Ring um den Planeten formen.
Tilmann Althaus
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