Saturn: Überraschung am Nordpol des Ringplaneten

astronews.com Redaktion

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Mit Hilfe der Saturnsonde Cassini haben Astronomen am Nordpol des Ringplaneten Überraschendes entdeckt: Trotz jahrelanger Dunkelheit scheint es auch hier - genau wie am Südpol des Planeten - einen sogenannten Hot Spot zu geben. Was für diese heiße Stelle in der Saturnatmosphäre verantwortlich ist, wissen die Wissenschaftler nicht. Es scheint aber an beiden Polen des Saturn ähnliche Wirbel zu geben. (4. Januar 2008)

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Gernot

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Mit Hilfe der Saturnsonde Cassini haben Astronomen am Nordpol des Ringplaneten Überraschendes entdeckt: Trotz jahrelanger Dunkelheit scheint es auch hier - genau wie am Südpol des Planeten - einen sogenannten Hot Spot zu geben. Was für diese heiße Stelle in der Saturnatmosphäre verantwortlich ist, wissen die Wissenschaftler nicht. Es scheint aber an beiden Polen des Saturn ähnliche Wirbel zu geben. (4. Januar 2008)

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Kann es sein, dass im Magnetfeld beschleunigte Teilchen die Atmosphäre beim Eintritt aufheizen?
 

Artur57

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Eine Benard-Zelle?

Nun ist die Cassini-Mission auch schon zwei Jahre alt und bisher gibt es zu diesem Sechseck nur esotherische Deutungen. Mir ist neulich eine neue eingefallen, die ich hier einmal vorstellen will.

Sechsecke, wie alle geradlinig begrenzten Objekte, sind äußerst selten in der Natur, aber es gibt sie durchaus. Das Sechseck zum Beispiel taucht bei den aus der Chaosforschung bekannten Benard-Zellen auf, die vermutlich jeder schon einmal gesehen het, ohne sie bewußt wahrzunehmen. Sie entsteht, wenn man in einer Pfanne Öl erhitzt: das Öl steigt in der Mitte der Zelle nach oben, um dann an den Rändern wieder nach unten zu sinken. Was dann in natura so aussieht:

http://www.meta-synthesis.com/webbook/24_complexity/BenardConvection.gif

Das Sechseck auf Saturn könnte also durch eine Abwärtsbewegung von Substanz an den Rändern gebildet worden sein. Der so entstandene Sogtrichter füllt sich mit Gas, das wie die Benard-Zelle an den Rändern Walzen bildet, weil das Sechseck dabei die Struktur ist, die die Summe der gegenseitigen Reibung minimiert. Darüber hinaus könnte das Gebilde thermisch betrieben sein, wodurch sich der Hot-Spot erklärt. Denn die Ursache all dieser Bewegungen dürfte klar in der Abfuhr von Wärmeenergie liegen, die sich Wikipedia zufolge aus dem "Kelvin-Helmholtz-Mechanismus" speist, der das Innere des Planeten auf 12000 Grad aufheizt.

http://de.wikipedia.org/wiki/Saturn_(Planet)

Wenn nun aber Materie im Inneren des Planeten verschwindet, wo geht sie dann hin? Die Antwort ist nicht schwer zu finden, der Planet gibt sie selbst auf der Südseite: dort herrscht ein offenbar permanenter Wirbelsturm, der wie wir wissen, nicht ohne vertikalen Materialtransport existieren kann. Tatsächlich sieht man am Südpol einen deutlichen Materieaufwurf, zum Beispiel in diesem Telepolis-Artikel, viertes Bild, obere Reihe:

http://www.heise.de/tp/r4/artikel/24/24117/1.html

Ja, was heißt das nun insgesamt, wenn all diese Beobachtungen richtig sind? Es heißt, dass sich der Planet permanent selbst umstülpt, um die Hitze aus seinem Inneren abzuführen. Innen geht der Materiestrom von Norden nach Süden, außen natürlich umgekehrt. Was auch das ausgeprägte Querstreifenmuster des Planeten erklärt. Wären die Shoemaker-Levi Meteoriten auf deem Saturn niedergegangen, hätte man sicher irgendwann einen markanten Querstreifen aus seinen Trümmern beobachten können, nehme ich an.

Noch eine Betrachtung zum Magnetfeld: der Planet besteht zu 97 Prozent aus Wasserstoff (was erstaunlich ist und einer Erklärung bedarf, dazu in Teil II). Normalerweise ist Wasserstoff diamagnetisch, das heißt er weicht den Feldlinien aus und wo er das nicht kann, schwächt er sie. Unter diesen Umständen ist das Magnetfeld so, wie Cassini es gemessen hat: etwa so stark wie das der Erde. Liegt aber der Wasserstoff dagegen in metallischer Form vor, dann ist es etwas anderes. Dieser ist vermutlich ferromagnetisch und das hieße, dass sich das Magnetfeld ausschließlich im Inneren des Planeten befindet und nur zu Bruchteilen an die Oberfläche tritt. Die Feldlinien würden dann in etwa den Materieströmen folgen.

Metallischer Wasserstoff entsteht bei den hohen Drücken und Temperaturen, die im Inneren des Saturn herrschen. Man geht davon aus, dass er diese Eigenschaft beibehält, wenn Druck und Temperatur nachlassen. Es könnte also sein, dass Saturn bereits zu großen Teilen "metallisch" ist.

Dies vorab, in Teil II geht es an dieser Stelle weiter.

Gruß Artur
 
Zuletzt bearbeitet:

Schmidts Katze

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Nun ist die Cassini-Mission auch schon zwei Jahre alt und bisher gibt es zu diesem Sechseck nur esotherische Deutungen.

Welches Sechseck?

Sechsecke, wie alle geradlinig begrenzten Objekte, sind äußerst selten in der Natur, aber es gibt sie durchaus.

Z.B. bei Bienenwaben.
Oder bei Insektenaugen.
Froschlaich oder Seifenschaum.

Aber sonst?
Kennst du noch "Dalli-Dalli"?

SK
 

Artur57

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Welches Sechseck?



Z.B. bei Bienenwaben.
Oder bei Insektenaugen.
Froschlaich oder Seifenschaum.

Aber sonst?
Kennst du noch "Dalli-Dalli"?

SK

Vielleicht ist Dir schon aufgefallen, dass unsere Erde nicht das Zentrum des Universums ist, nicht einmal die Sonne ist so nett, um unser Gestirn zu kreisen. Der überwiegende Teil der Natur befindet sich deswegen nicht auf unserem Planeten, sondern anderswo. Und da außerhalb der Biosphäre, da sind Sechsecke äußerst selten, genauer gesagt ist es buchstäblich das erste Mal, dass ein Fernrohr so etwas vor die Linse bekommt.

Jungs, wenn ihr mich ärgern wollt, dann seid ihr genau am Richtigen. Das wird dann richtig unterhaltsam, kann ich euch versichern.

Gruß Artur
 

Schmidts Katze

Registriertes Mitglied
Hallo Artur,

Benard-Zellen entstehen doch, weil die Konvektionsströme sich an den Seiten berühren, und die ganze Fläche ausfüllen.
Genauso ist es bei Bienenwaben und Insektenaugen:
Flächen, die eigentlich rund wären, bilden Sechsecke, und können so eine Fläche füllen.

Deshalb sehe ich nicht, wieso eine einzelne Benard-Zelle ein Sechseck bilden sollte.

Grüße
SK
 

Artur57

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Hallo Artur,

Benard-Zellen entstehen doch, weil die Konvektionsströme sich an den Seiten berühren, und die ganze Fläche ausfüllen.
Genauso ist es bei Bienenwaben und Insektenaugen:
Flächen, die eigentlich rund wären, bilden Sechsecke, und können so eine Fläche füllen.

Deshalb sehe ich nicht, wieso eine einzelne Benard-Zelle ein Sechseck bilden sollte.

Grüße
SK

Das ist der eine Grund, sicherlich. Regulär parkettieren Drei-, Vier- und Sechsecke. Die Natur entscheidet sich für das Sechseck, da wie gesagt hier die Reibung am geringsten ist.

Aber waum überhaupt ist das Objekt immer geradlinig begrenzt? Nun, das Fluid macht an der Kante eben eine Rotationsbewegung, oben fließt es zur Kante hin und unten weg davon. Und dabei versucht es stets, die Rotationsachse möglichst gerade zu halten, denn jede Krümmung verursacht Reibung. Das ist nun ein Effekt, der bei einem einzelnen Sechseck ebenfalls auftritt.

Nun ja, beweisen kann ich die Theorie natürlich von hier aus nicht. Aber es ist bis dato schlichtweg die einzige, von Esotherik abgesehen.

Noch eins: diese vielen schwarzen Punkte, was ist eigentlich das? Das sind m.E. kleine Wirbelstürme, diesmal aber solche, die das Gas nach innen ziehen. Diese Großaufnahme ist aufschlussreich: manche Pünktchen ziehen Schleppen nach sich, ein deutlicher Hinweis auf Wirbel.

http://grenzwissenschaft-aktuell.blogspot.com/2008/11/mysteriser-polarlicht-kranz-auf-saturn.html

Ja, zu den Polarlichtern komme ich auch noch, aber erst in Teil II. Wie schon angedroht.

Gruß Artur
 

Chrischan

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Hallo Artur,
Noch eins: diese vielen schwarzen Punkte, was ist eigentlich das? Das sind m.E. kleine Wirbelstürme
klar könnte es sich dabei um kleine Wirbelstürme handeln oder um Konvektionszellen oder auch nur um Artefakte der Messung. Bevor Du hier falsche Schlüsse ziehst, solltest Du versuchen mehr über die Aufnahme in Erfahrung zu bringen.

Der Link ist interessant. Das was da steht, erinnert mich an so manchen "wissenschaftlichen Bericht" der Bild-Zeitung... :)

Mal heißt es Nordpol, dann Südpol.
Dann ist es mysteriös, das diese Aurora eine "große Fläche über den ganzen Pol hinweg" überzieht. Aurorae sind immer mehr oder minder ringförmig um den Pol herum. Sie überziehen also eigentlich immer eine große Fläche über den ganzen Pol hinweg.
"Teilweise zieht sich das Polarlicht des Saturn von 82 Grad nördlicher Breite bis über den Pol hinweg" Auf der Erde kann man ein Polarlicht sogar ab und an mal in unseren Breiten beobachten. 82° Breite ist also nichts ungewöhnliches.
"konnten die Forscher auch aufzeigen, dass sich die Aurora binnen 45 Minuten konstant verändert und sogar gänzlich verschwinden kann." Polarlichter entstehen, verändern sich kontinuierlich und verschwinden wieder. Das ist ganz normal.
"Die Wissenschaftler zeigen sich umso mehr verwirrt, als dass bisherige Modelle, die die Entstehung der Polarlichter des Saturn erklären sollten, eigentlich vorhersagen, dass gerade jene Regionen, die vom Polarlicht bedeckt werden, eigentlich leer sein sollten." Bitte? Das würde heißen, daß die Polarlichter nicht um die Pole herum entstehen sollten...

Hier scheint entweder der Verfasser dieser Nachricht irgendetwas richtig falsch verstanden zu haben oder ich.

Gruß, Christian
 

Artur57

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Hallo Artur,

klar könnte es sich dabei um kleine Wirbelstürme handeln oder um Konvektionszellen oder auch nur um Artefakte der Messung. Bevor Du hier falsche Schlüsse ziehst, solltest Du versuchen mehr über die Aufnahme in Erfahrung zu bringen.

Hallo Christian,

davon kannst Du schon ausgehen, dass ich vorher alles abgegrast habe, bevor ich so etwas schreibe. Ich habe diesen Artikel ausgewählt, weil hier das Photo schön groß ist, mehr nicht. Aber andere Artikel vermeiden es ebenso, eine Deutung zu geben. Weder über das Sechseck noch über die Pünktchen wagt sich irgend jemand Ernsthaftes an eine Deutung. So ist das bis dato.

Der Link ist interessant. Das was da steht, erinnert mich an so manchen "wissenschaftlichen Bericht" der Bild-Zeitung... :)

Mal heißt es Nordpol, dann Südpol.
Dann ist es mysteriös, das diese Aurora eine "große Fläche über den ganzen Pol hinweg" überzieht. Aurorae sind immer mehr oder minder ringförmig um den Pol herum. Sie überziehen also eigentlich immer eine große Fläche über den ganzen Pol hinweg.
Gruß, Christian

Auf der Erde entsteht das Polarlicht durch geladene Teilchen von der Sonne, welche ins Erdmagnetfeld eintauchen. Eine Erklärung, die hier nicht in Frage kommt, denn der Nordpol liegt seit Jahren im Sonnenschatten. Bewegte, geladene Teilchen müssten also vom Planeten selbst kommen. Die Ladung können wir zunächst als weitgehend homogen verteilt annehmen, nur in der Bewegung gibt es Unterschiede. Und da nehme ich es schon als Bestätigung der Theorie, dass sich die Lichter genau über den Kanten des Sechsecks zeigen. Da nämlich gibt es Bewegung - von außen ins Innere des Gasriesen.


Gruß Artur
 

Chrischan

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Hallo Artur,
davon kannst Du schon ausgehen, dass ich vorher alles abgegrast habe, bevor ich so etwas schreibe.
davon gehe ich auch aus.

Auf der Erde entsteht das Polarlicht durch geladene Teilchen von der Sonne, welche ins Erdmagnetfeld eintauchen. Eine Erklärung, die hier nicht in Frage kommt, denn der Nordpol liegt seit Jahren im Sonnenschatten.
Die Teilchen der Sonnen fliegen entlang der Magnetfeldlinien und treffen an den Polen auf die Atmosphärengase. Eine direkte "Sicht" der Sonne auf den Pol ist dabei nicht erforderlich. Auch auf der Erde kann man im Winter auf der Nordhalbkugel nachts wundervolle Polarlichter sehen.

dass sich die Lichter genau über den Kanten des Sechsecks zeigen.
Kennst Du noch andere Bilder von Saturn-Polarlichtern? Die Frage ist, ist es bei dieser Aufnahme nur Zufall, daß sich das Polarlicht über dem Sechseck befindet, oder kommen auf dem Saturn Polarlichter nur über dem Sechseck vor?
Im Link heißt es doch "Teilweise zieht sich das Polarlicht des Saturn von 82 Grad nördlicher Breite bis über den Pol hinweg". Das würde ich so deuten, daß die Polarlichter nicht immer eine konstante geogr. Breite haben (was ich vom Sechseck aber vermuten würde).

Hier mal ein paar Bilder:
Spiralförmig
An beiden Polen
Mehrere Polarlichter im Vergleich

Gruß, Christian
 

Artur57

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Hallo Artur,

Die Teilchen der Sonnen fliegen entlang der Magnetfeldlinien und treffen an den Polen auf die Atmosphärengase. Eine direkte "Sicht" der Sonne auf den Pol ist dabei nicht erforderlich. Auch auf der Erde kann man im Winter auf der Nordhalbkugel nachts wundervolle Polarlichter sehen.

Das ist richtig, bedenke aber: Polarlichter treten dann verstärkt sauf, wenn der Strom geladener Teilchen von der Sonne besonders stark ist, nach Eruptionen beispielsweise. Dann drückt der Teilchenstrom das Magnetfeld zusammen, so dass er dann auf wirklich starke Feldlinien trifft. Das schafft er wie gesagt auf der Erde nur ausnahmsweise und auf Saturn sind die "Kraftverhältnisse" noch schlechter für ihn: das Magnetfeld ist etwa gleich stark wie das der Erde, der "Sonnenwind" aus geladenen Teilchen ist aber um den Faktor 100 schwächer, des großen Abstands wegen. Da wird ihm wohl die Kraft fehlen, ein Polarlicht wie auf der Erde zu fabrizieren.

Kennst Du noch andere Bilder von Saturn-Polarlichtern? Die Frage ist, ist es bei dieser Aufnahme nur Zufall, daß sich das Polarlicht über dem Sechseck befindet, oder kommen auf dem Saturn Polarlichter nur über dem Sechseck vor?

Also ich würde schon sagen, dass das, was auf diesem Photo zu sehen ist, kein Zufall ist. Das Polarlicht hält sich sehr genau an die Kanten des Sechsecks. Oder aber: der ganze Saturn ist nur dazu da, uns zu täuschen. Dann können wir eben nichts machen.

Im Link heißt es doch "Teilweise zieht sich das Polarlicht des Saturn von 82 Grad nördlicher Breite bis über den Pol hinweg". Das würde ich so deuten, daß die Polarlichter nicht immer eine konstante geogr. Breite haben (was ich vom Sechseck aber vermuten würde).

Gut, ich hatte nicht den Ehrgeiz, wirklich alle Polarlichter erklären zu können. Überdies gibt es dazu m.W. nach keine Bilder.


Danke für die Bilder. Wenn ich das richtig sehe, treten die Polarlichter dort auf, wo Materie sich senkrecht zum Magnetfeld bewegt. Nehmen wir diese Spirale am Südpol: hier wird Gas vom Rand des Wirbelsturms axial weggeschleudert. Es trifft auf ein Magnetfeld, das an dieser Stelle ziemlich parallel zur Planetenachse verläuft und relativ stark ist. Nach der Rechten-Hand-Regel wird dies die Elektronen nach innen drücken, die Protonen nach außen. Dieses Trennen der Coulomb'schen Ladungen hebt die Teilchen auf ein höheres Energieniveau, was sie durch Abgabe von Photonen kompensieren, sprich sie leuchten.

Dass das Trennen von Ladungen so leicht vonstatten zu gehen scheint, deutet wiederum auf metallischen Wasserstoff hin. In diesem können sich die Ladungen, ähnlich wie im Plasma, relativ frei bewegen.

Also hätte in diesem Fall der metallische Wasserstoff die Funktion, die bei irdischen Polarlichtern der Sonnenwind hat.

Gruß Artur
 

Nathan5111

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Hallo Artur,

Dass das Trennen von Ladungen so leicht vonstatten zu gehen scheint, deutet wiederum auf metallischen Wasserstoff hin. In diesem können sich die Ladungen, ähnlich wie im Plasma, relativ frei bewegen.

Also hätte in diesem Fall der metallische Wasserstoff die Funktion, die bei irdischen Polarlichtern der Sonnenwind hat.

beschäftige Dich bitte erst einmal mit Wasserstoff.

Gruß
Nathan
 

Chrischan

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Hallo Artur,
Ein kleiner Tipp wäre schon hilfreich
also ich tippe mal, daß Nathan dich darauf hinweisen sollte mal nachzuforschen unter welchen Umständen Wasserstoff metallisch werden kann und welche Umstände dort herschen wo die Polarlichter entstehen...

Übrigens teile ich deine Meinung, der Saturn sei zu weit von der Sonne entfernt um dort als Quelle der Polarlichter zu dienen, nicht. Selbst auf Uranus und Neptun wurden schon Polarlichter beobachtet.
"Nicht nur auf unserer Erde sondern auch auf dem Jupiter, Saturn, Uranus und Neptun haben Forscher diese Licht-Erscheinungen beobachten können."

Gruß, Christian
 
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