Die "leuchtenden Ringe" des Saturn vom Webb-Weltraumteleskop

Das am Lagrange-Punkt L2 operierende Webb-Weltraumteleskop hat den Planeten Saturn mit seinen Ringen fotografiert. Herausgekommen ist eine Aufnahmen mit "leuchtenden Ringen".

Die NASA hat Freitag, den 30. Juni 2023, eine entsprechende Meldung mit Hinweis auf die Aufnahme veröffentlicht. Folgender Tweet weist auf diesen Sachverhalt hin.

Die Aufnahme des James-Webb-Weltraumteleskop der NASA entstand bereits am 25. Juni 2023, als die Instrumente auf den Saturn ausgerichtet wurden. Es die ersten Beobachtungen des berühmten Ringplaneten Saturn durch das Teleskop im nahen Infrarotspektrum. Die ersten Bilder von Webbs NIRCam (Nahinfrarotkamera) faszinieren die Forscher bereits, schreibt die NASA.

Der Saturn selbst erscheint bei dieser vom Teleskop beobachteten Infrarot-Wellenlänge extrem dunkel, da das Methangas fast das gesamte auf die Atmosphäre fallende Sonnenlicht absorbiert. Die eisigen Ringe bleiben jedoch relativ hell, was zu dem ungewöhnlichen Erscheinungsbild des Saturns auf dem Bild des Webb-Telekops führt.

Bild des Saturn und einiger seiner Monde, aufgenommen mit dem NIRCam-Instrument des James Webb Space Telescope am 25. Juni 2023. In diesem monochromen Bild wurde der NIRCam-Filter F323N (3,23 Mikrometer) mit einem orangefarbenen Farbton abgebildet. Credits: NASA, ESA, CSA, STScI, M. Tiscareno (SETI Institute), M. Hedman (University of Idaho), M. El Moutamid (Cornell University), M. Showalter (SETI Institute), L. Fletcher (University of Leicester), H. Hammel (AURA); Bildbearbeitung durch J. DePasquale (STScI)

Dieses Bild wurde im Rahmen des Webb-Garantiezeit-Beobachtungsprogramms 1247 aufgenommen. Das Programm umfasste mehrere sehr tiefe Aufnahmen des Saturn, mit denen die Fähigkeit des Teleskops getestet werden sollte, schwache Monde um den Planeten und seine hellen Ringe zu entdecken. Neu entdeckte Monde könnten den Wissenschaftlern helfen, ein vollständigeres Bild des aktuellen Saturnsystems und seiner Vergangenheit zu erforschen.

Die NASA schreibt dazu, dass dieses neue Bild des Saturns deutlich Details im Ringsystem des Planeten sowie mehrere seiner Monde – Dione, Enceladus und Tethys – zeigt. Weitere, tiefere Aufnahmen (hier nicht gezeigt) werden es dem Team ermöglichen, einige der schwächeren Ringe des Planeten zu untersuchen, die auf diesem Bild nicht sichtbar sind, darunter der dünne G-Ring und der diffuse E-Ring. Die Saturnringe bestehen aus einer Vielzahl von Gesteins- und Eisfragmenten – die Größe der Partikel reicht von kleiner als ein Sandkorn bis hin zu einigen, die so groß wie Berge auf der Erde sind. Vor kurzem haben Forscher mit Webb Enceladus erforscht und dabei eine große Wolke gefunden, die vom Südpol des Mondes ausgeht und sowohl Partikel als auch reichlich Wasserdampf enthält – diese Wolke speist den E-Ring des Saturns.

Auch die Saturnatmosphäre zeigte laut NASA überraschende und unerwartete Details. Obwohl die Raumsonde Cassini die Atmosphäre mit größerer Klarheit beobachtete, ist dies das erste Mal, dass die Atmosphäre des Planeten mit dieser Klarheit bei dieser speziellen Wellenlänge (3,23 Mikrometer) gesehen wurde, die es nur bei Webb gibt. Die großen, dunklen, diffusen Strukturen in der nördlichen Hemisphäre folgen nicht den Breitengraden des Planeten, so dass dieses Bild nicht das gewohnte gestreifte Erscheinungsbild aufweist, das man typischerweise in den tieferen Atmosphärenschichten des Saturn sieht. Die Lückenhaftigkeit erinnert an großräumige planetarische Wellen in den stratosphärischen Aerosolen hoch über den Hauptwolken, die möglicherweise denen ähneln, die in frühen Webb-NIRCam-Beobachtungen von Jupiter zu sehen sind.

Vergleicht man die Nord- und Südpole des Planeten in diesem Bild, so sind die Unterschiede im Erscheinungsbild typisch für die bekannten jahreszeitlichen Veränderungen auf dem Saturn. Zum Beispiel erlebt Saturn derzeit die nördliche Sommerzeit, während die südliche Hemisphäre am Ende des Winters aus der Dunkelheit auftaucht. Der Nordpol ist jedoch besonders dunkel, was vielleicht auf einen unbekannten saisonalen Prozess zurückzuführen ist, der vor allem die polaren Aerosole beeinflusst. Ein winziger Hinweis auf eine Aufhellung in Richtung des Randes der Saturnscheibe könnte auf Methanfluoreszenz in großer Höhe (ein Prozess, bei dem Licht emittiert wird, nachdem es absorbiert wurde), auf die Emission von Trihydrogen-Ionen (H3+) in der Ionosphäre oder auf beides zurückzuführen sein; die Spektroskopie von Webb könnte dies bestätigen.

Missionen wie Pioneer 11 der NASA, Voyagers 1 und 2, die Raumsonde Cassini und das Hubble-Weltraumteleskop haben die Atmosphäre und die Ringe des Saturn über viele Jahrzehnte hinweg beobachtet. Diese Beobachtungen von Webb sind nur ein Hinweis darauf, was dieses Observatorium in den kommenden Jahren zur Geschichte des Saturns beitragen wird, wenn sich das Wissenschaftsteam eingehend mit den Daten befasst, um von Fachleuten überprüfte Ergebnisse vorzubereiten, heißt es von der NASA.