Der Energiehaushalt des Ringplaneten
Redaktion
/ idw / Pressemitteilung der Universität Rostock astronews.com
5. Mai 2009
Die Gasriesen des Sonnensystem bergen in ihrem Inneren noch
so manches Geheimnis. So strahlt der Ringplanet Saturn beispielsweise deutlich
mehr Energie ins All ab, als er von der Sonne bekommt. Welche Prozesse dazu
beitragen, war bislang nicht genau geklärt. Physikern der Universität in Rostock
könnte nun ein entscheidender Schritt zur Lösung des Rätsels gelungen sein.
Der Ringplanet Saturn strahlt mehr Energie ab,
als er von der Sonne erhält.
Foto:
NSSDC / NASA |
Ein Schlüsselproblem im Verständnis des Riesenplaneten Saturn
haben Rostocker Physiker offenbar gelöst. Der Planet strahlt etwa doppelt soviel
Energie ab wie er von der Sonne erhält. Bisher war es nicht gelungen, diese
interne Energiequelle zweifelsfrei zu identifizieren. In der angesehenen
Fachzeitschrift Physical Review Letters berichten die Physiker Winfried
Lorenzen, Bastian Holst und Ronald Redmer von der Universität Rostock, dass in
einem großen Teil des Inneren von Saturn die Entmischung von Wasserstoff und
Helium auftreten muss.
"Diese beiden Hauptbestandteile der Planeten Jupiter und Saturn sind unter
gewöhnlichen Bedingungen gut mischbar, verlieren diese Eigenschaft aber offenbar
unter extremen Bedingungen oberhalb eines Drucks von etwa einer Million
Atmosphären in Abhängigkeit von der Temperatur", erklärt Ronald Redmer,
Professor für Theoretische Physik an der Universität Rostock.
Während die Bedingungen für Entmischung von Wasserstoff und Helium in Saturn
ab diesem Druck bis hin zum Kern erfüllt sind, treffen sie im größeren und damit
auch wärmerem Jupiter - wenn überhaupt - nur in einer kleinen Schicht zu.
Infolge der Entmischung sinken Helium-Tröpfchen langsam in tiefere Schichten ab.
Dabei wird Gravitationsenergie frei. "Dieser bisher nur vermutete Prozess löst
damit das Rätsel um die verborgene Energiequelle im Saturn", sagte Redmer.
Doktorand Winfried Lorenzen hatte sich bereits in seiner Diplomarbeit mit der
Entmischung von Wasserstoff und Helium beschäftigt. Dazu hat er in der
Arbeitsgruppe von Prof. Redmer aufwendige Molekulardynamik-Simulationen
durchgeführt. "Nur durch den massiven Einsatz von Parallelrechnern waren diese
Ergebnisse möglich", so Lorenzen. In Zusammenarbeit mit einem weiteren
Doktoranden gelang auch die Aufklärung der physikalischen Ursache für die
Entmischung von Wasserstoff und Helium.
"Winfried Lorenzen und Bastian Holst konnten zeigen, dass Wasserstoff unter
diesen extremen Bedingungen leitfähig wird wie ein Metall, während Helium
nichtleitend bleibt", fasst Redmer zusammen. "Dieses Ergebnis wird unser
Verständnis des inneren Aufbaus von Saturn und ähnlicher extrasolarer Planeten
enorm beeinflussen", ergänzt Nadine Nettelmann, die derzeit mit einer Arbeit
über große Planeten in Rostock promoviert. Eine zentrale Frage ist in diesem
Zusammenhang, ob die großen Planeten eine Schichtstruktur haben und in welcher
Tiefe die Grenzen zwischen den Schichten liegen. Die nun veröffentlichten
Ergebnisse erlauben dazu erstmals genaue Angaben.
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