Die Planeten unseres Sonnensystems stehen schon seit geraumer Zeit unter genauer Beobachtung durch die Wissenschaft. Während der Mars besondere und kontinuierliche Aufmerksamkeit erhält, sind es ab und an die weniger im Vordergrund stehenden Riesen, die überraschen. So im Fall von Uranus und Neptun, deren Atmosphären sich schon seit langem ungewöhnlich verhalten – bisher ohne bewiesene Erklärung.

Uranus und Neptun: Dieses „Mysterium“ wurde entdeckt

Nähere Untersuchungen haben gezeigt, dass den Atmosphären von Uranus und Neptun im Vergleich zu anderen großen Planeten unseres Sonnensystems Ammoniak fehlt. Diese Erkenntnis ist deshalb überraschend, weil beide andererseits sehr reich an Verbindungen wie Methan sind, berichtet Phys.org.

So könnten sich beide Planeten unter speziellen Bedingungen und aus ammoniumarmen Materialien geformt haben. Aber auch ein noch anhaltender Prozess könnte dafür verantwortlich sein.

Dass Uranus und Neptun im Vergleich zu Jupiter und Saturn durch das Fehlen von Ammoniak auffallen, ist nicht neu. Während es laut ScienceAlert unzählige Theorien dazu gibt, wohin das Ammoniak verschwunden ist, fehlt bis heute jedoch noch eine nachgewiesene Erklärung für das von Experten als „Mysterium“ bezeichnete atmosphärische Phänomen.

Auf dem Europlanet Science Congress (EPSC) 2021 wagte der Wissenschaftler Tristan Guillot vom CNRS, Laboratoire Lagrange in Nizza (Frankreich), vor kurzem einen Versuch. Er hatte die Gegebenheiten mit Blick auf den Jupiter und dessen Atmopshäre näher begutachtet und stellte eine erste potenzielle Erklärung vor.

Sonnensystem: Merkur ist der Erde durchschnittlich am nächsten.
Uranus und Neptun zeigen ein ungewöhnliches Merkmal. Credits: imago images/Science Photo Library Credit: imago images/Science Photo Library

Jupiter könnte Erklärung für Uranus und Neptun-Anomalie bieten

Der Forscher verweist dabei auf eine auf dem Jupiter durch die Raumsonde Juno beobachtete Erscheinung. Dort gebe es demnach ein üppiges Vorkommen von Ammoniak, aber deutlich tiefer als erwartet. Grund dafür sei die Formation „breiiger Bälle“, also großer, matschiger Hagelkörner aus Wasser und Ammonium. „Ich zeige, dass das, was wir über Jupiter gelernt haben angewendet werden kann, um eine plausibel Lösung für das Mysterium auf Uranus und Neptun bereitzustellen“, erklärte Guillot auf dem Kongress.

Was Juno beobachten konnte, war eine schnelle Bildung solcher Hagelkörner auf dem Jupiter während Stürmen. Dies ist möglich, weil Ammoniak die Fähigkeit besitzt, selbst bei Temperaturen von Minus 90 Grad Eiskristalle zu verflüssigen. Modelle deuten an, dass auf diese Weise Hagelkörner von bis zu einem Kilogramm Gewicht entstehen können, die das Ammoniak sehr tief in die Atmosphäre und unter die Wolkenuntergrenze transportieren.

Uranus und Neptun müssen weiter untersucht werden

„Thermodynamische Chemie impliziert, dass dieser Prozess auf Uranus und Neptun noch effizienter ist“, sagt Guillot weiter. „Ammoniak könnte deshalb womöglich einfach in der tieferen Atmosphäre der Planeten versteckt sein, außerhalb der Erreichbarkeit durch gegenwärtige Instrumente“.

Auf nähere Untersuchungen muss deshalb wahrscheinlich gewartet werden, bis ein Orbiter mit Instrumenten Proben aus den Atmosphären entnehmen kann. Für Guillot eine wichtige Mission, denn „Neptun und Uranus sind eine wichtige Verbindung zwischen großen Planeten wie Jupiter und Saturn und riesigen Eis-Exoplaneten, die wir in der Galaxie entdeckten. Wir müssen wirklich dorthin gehen“.

Welt Nachrichtensender: Uranus und Neptun

Das sind Uranus und Neptun

Uranus und Neptun sind die äußersten Planeten unseres Sonnensystem. Beide ähneln sich in verschiedenen Merkmalen, dazu zählen beispielsweise ihre Größe und Zusammensetzung. Aber auch die große Entfernung zur Sonne haben sie gemein. Dennoch gibt es essentielle Unterschiede, die beide Planeten einzigartig machen. Einige davon sind bislang zudem nicht so einfach zu erklären.

Neptun besitzt zum Beispiel eine andere erstaunliche Eigenschaft. Auf dem Planeten soll es Diamanten regnen. Aber auch Uranus sticht mit etwas hervor: seltsamer Strahlung.

Wie Christian Reinhardt und Kollegen von PlanetS an der Universität Zürich dazu näher beschreiben: „Es gibt jedoch auch auffallende Unterschiede zwischen den beiden Planeten, die einer Erklärung bedürfen.“ Unter anderen differieren die Satellitensysteme trotz anfänglich ähnlichem Entstehungsweg. Um derartige Diskrepanzen genau erklären zu können, seien jedoch zukünftige ESA- und NASA-Missionen zu Uranus und Neptun nötig.

Quellen: „Mushballs and the lack of Ammonia in Uranus and Neptune“ (Europlanet Science Congress 2021); Phys.org, ScienceAlert, YouTube/Welt Nachrichtensender

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