News: Warum Saturn scheinbar so seltsam rotiert
© NASA, JPL / University of Arizona (Ausschnitt)
Die Umlaufzeit eines Karussells, einer Waschmaschinentrommel oder eines Fahrradreifens lässt sich einfach bestimmen: Man fixiere einen Punkt und zähle die Zeit, die während einer Drehung vergeht. Dieses simple Prinzip lässt sich auch auf Planeten anwenden, vorausgesetzt, sie bieten ein auffälliges Gebirge, einen markanten Krater oder sonstige feststehende Merkmale. Genau solche sind auf Saturn leider nicht aufzufinden – er besitzt nicht einmal eine feste Oberfläche.
Astronomen nutzen stattdessen die vom Ringplaneten ausgehende Radiostrahlung, um seine Drehgeschwindigkeit zu ermitteln. Sie entsteht, wenn elektrisch geladene Teilchen des Sonnenwinds in die Magnetosphäre des Saturns eindringen. Die Intensität der Strahlung hängt nun vom Winkel zwischen Beobachter und den Magnetfeldlinien an der Quelle, also dem Ausgangspunkt der Radiostrahlung, ab.
Da das Magnetfeld aber fest mit dem Planeten verankert ist, sollte sich aus dem Intensitätsmuster der Strahlung die Rotationsperiode ableiten lassen. Erste Messungen in den 1980er Jahren ergaben eine Umlaufzeit von 10 Stunden und 39 Minuten. Vor wenigen Jahren brachten Daten der Raumsonde Cassini eine um etwa sechs Minuten längere Periode hervor.
Philippe Zarka vom Observatoire de Paris und seine Kollegen analysierten nun Radiodaten, die die Raumsonde Cassini über drei Jahre aufgenommen hatte. Danach schwankt die Periode der Radiowellen in einen Zeitraum von zwanzig bis dreißig Tagen um ein Prozent. In Simulationen überprüften sie verschiedene Ursachen und würden fündig bei der Geschwindigkeit des Sonnenwinds – jenen geladenen Teilchenstrom, der von der oberen Sonnenatmosphäre ausgeht.
Diese ändert sich periodisch alle 25 Tage, was der Rotationsdauer der Sonne entspricht. Zwar variieren auch andere Eigenschaften des Partikelstroms wie Dichte oder Druck mit derselben Regelmäßigkeit, doch waren die Korrelationen hier nur schwach. Danach scheint die Sonnenwindgeschwindigkeit die Periode der Radioemissionen zumindest teilweise zu modulieren.
mp
Astronomen nutzen stattdessen die vom Ringplaneten ausgehende Radiostrahlung, um seine Drehgeschwindigkeit zu ermitteln. Sie entsteht, wenn elektrisch geladene Teilchen des Sonnenwinds in die Magnetosphäre des Saturns eindringen. Die Intensität der Strahlung hängt nun vom Winkel zwischen Beobachter und den Magnetfeldlinien an der Quelle, also dem Ausgangspunkt der Radiostrahlung, ab.
Da das Magnetfeld aber fest mit dem Planeten verankert ist, sollte sich aus dem Intensitätsmuster der Strahlung die Rotationsperiode ableiten lassen. Erste Messungen in den 1980er Jahren ergaben eine Umlaufzeit von 10 Stunden und 39 Minuten. Vor wenigen Jahren brachten Daten der Raumsonde Cassini eine um etwa sechs Minuten längere Periode hervor.
Philippe Zarka vom Observatoire de Paris und seine Kollegen analysierten nun Radiodaten, die die Raumsonde Cassini über drei Jahre aufgenommen hatte. Danach schwankt die Periode der Radiowellen in einen Zeitraum von zwanzig bis dreißig Tagen um ein Prozent. In Simulationen überprüften sie verschiedene Ursachen und würden fündig bei der Geschwindigkeit des Sonnenwinds – jenen geladenen Teilchenstrom, der von der oberen Sonnenatmosphäre ausgeht.
Diese ändert sich periodisch alle 25 Tage, was der Rotationsdauer der Sonne entspricht. Zwar variieren auch andere Eigenschaften des Partikelstroms wie Dichte oder Druck mit derselben Regelmäßigkeit, doch waren die Korrelationen hier nur schwach. Danach scheint die Sonnenwindgeschwindigkeit die Periode der Radioemissionen zumindest teilweise zu modulieren.
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