Seit die Raumsonde Voyager 2 1989 an Neptun vorbeiflog, haben die vorübergehenden dunklen Flecken des Planeten den Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftlern Rätsel aufgegeben. Diese einzigartigen Merkmale, die sich von denen auf Planeten wie dem Jupiter unterscheiden, sind aufgrund ihrer Kurzlebigkeit ein Gegenstand der Neugier. Patrick Irwin von der Universität Oxford teilt diese Faszination, und seine jüngsten Arbeiten haben uns dem Verständnis dieser rätselhaften Phänomene einen Schritt näher gebracht.
Neptun: Forschende liefern 3D-Spektrum
Diese Flecken, von denen man annimmt, dass sie antizyklonale Stürme sind, zeichnen sich durch ihre flüchtige Existenz aus. Im Gegensatz zum robusten Großen Roten Fleck des Jupiters tauchen die dunklen Wirbel des Neptun auf und lösen sich innerhalb von Jahren wieder auf. Diese Flecken sind von zarten weißen Wolken umgeben, von denen man annimmt, dass sie aus Gasen entstehen, die sich in größeren Höhen in Methaneiskristalle verwandeln.
Die Beobachtung dieser Wirbel war bisher eine Domäne des Hubble-Weltraumteleskops. Als jedoch 2018 ein bedeutender Sturmwirbel auftauchte, setzte Irwins Team den Multi Unit Spectroscopic Explorer (MUSE) des Very Large Telescope ein. Dieses Instrument fing das vom Neptun reflektierte Sonnenlicht ein und lieferte ein umfassendes 3D-Spektrum des Planeten.
„Seit der ersten Entdeckung eines dunklen Flecks habe ich mich immer gefragt, was diese kurzlebigen und schwer fassbaren dunklen Erscheinungen sind“, betont Irwin. „Ich bin begeistert, dass es mir gelungen ist, nicht nur den ersten dunklen Fleck vom Boden aus zu entdecken, sondern auch zum ersten Mal ein Reflexionsspektrum eines solchen Merkmals aufzunehmen.
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Nie dagewesene helle Wolke entdeckt
Die Analyse dieses Spektrums ermöglichte es den Forschenden, die Höhe des dunklen Flecks genau zu bestimmen, was zu einer bedeutenden Enthüllung führte. Im Gegensatz zu früheren Spekulationen handelte es sich bei dem verdunkelten Farbton nicht um eine atmosphärische „Leere“. Stattdessen könnte die Farbveränderung auf eine lokale Erwärmung innerhalb des Wirbels zurückzuführen sein, durch die das Eis einer bestimmten Schicht verdampft und ein dunklerer Kern zum Vorschein kommt.
„Dies ist eine erstaunliche Verbesserung der Möglichkeiten der Menschheit, den Kosmos zu beobachten“, ergänzt der Astronom Michael Wong von der University of California, Berkeley. „Zuerst konnten wir diese Flecken nur entdecken, indem wir eine Raumsonde wie Voyager dorthin schickten. Dann konnten wir sie mit Hubble auch aus der Ferne erkennen. Schließlich ist die Technologie so weit fortgeschritten, dass wir sie vom Boden aus entdecken können.
Doch Neptun hatte noch mehr Überraschungen auf Lager. Neben dem bekannten dunklen Wirbel beobachteten die Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler eine noch nie dagewesene helle Wolke. Im Gegensatz zu den regulären Methanwolken, die mit Neptuns Wirbeln verbunden sind, schien diese Formation in derselben Höhe wie der dunkle Fleck zu existieren.
Quellen: European Southern Observatory; „Spectral determination of the colour and vertical structure of dark spots in Neptune’s atmosphere“ (Nature Astronomy, 2023)
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