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Neptun stellt Forschende vor ein Rätsel: Planet kühlt ab, statt sich zu erwärmen

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Von: Tanja Banner

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Die Nasa-Raumsonde „Voyager 2“ ist im Jahr 1989 am Planeten Neptun vorbeigeflogen.
Die Nasa-Raumsonde „Voyager 2“ ist im Jahr 1989 am Planeten Neptun vorbeigeflogen. (Archivbild) © Nasa/JPL

Forschende beobachten den Planeten Neptun über lange Zeit, doch ein Geheimnis konnten sie noch nicht lüften. Kann die Sonne bei der Lösung helfen?

Leicester – Neptun ist der äußerste Planet in unserem Sonnensystem. Er ist ein Eisriese, der durchschnittlich etwa 4,5 Milliarden Kilometer von der Erde entfernt ist und den vierfachen Erddurchmesser hat. Neptun hat Jahreszeiten, wie man sie auch auf der Erde kennt – allerdings dauert ein Neptun-Jahr 165 Erden-Jahre, eine Jahreszeit dauert etwa 40 Erden-Jahre. Seit 2005 herrscht auf der südlichen Neptun-Halbkugel Sommer. Seitdem beobachtet ein Forschungsteam die Temperaturveränderungen der Neptun-Atmosphäre und stieß dabei auf eine große Überraschung.

Etwa 100 thermale Aufnahmen des Neptuns seit 2005 zeigen, dass ein großer Teil des Planeten schrittweise abkühlt: Zwischen 2003 und 2018 hat der Neptun acht Grad Celsius an Temperatur verloren, beschreibt eine Studie, die im Planetary Science Journal veröffentlicht wurde. „Diese Veränderung war unerwartet“, erklärt der Hauptautor der Studie, Michael Roman von der University of Leicester, in einer Mitteilung. „Da wir Neptun seit dem Beginn des südlichen Sommers beobachten, haben wir erwartet, dass die Temperaturen langsam wärmer werden, nicht kälter.“

NameNeptun
TypPlanet
Durchmesser50.000 km (fast vierfacher Erddurchmesser)
Masse17 Erd-Massen
durchschnittliche Temperatur-201° Celsius
Umlaufzeit um die Sonne165 Jahre
durchschnittliche Entfernung von der Erdeetwa 4,5 Milliarden km
Entdeckung1846
EntdeckerJohann Gottfried Galle

Neptun: Forschende entdecken überraschendes Verhalten des Planeten

Romans Co-Autor Glenn Orton vom Jet Propulsion Laboratory der Nasa ergänzt: „Unsere Daten decken weniger als die Hälfte einer Neptun-Jahreszeit ab, sodass niemand erwartet hat, große und schnelle Veränderungen zu sehen.“ Doch tatsächlich beobachteten die Forschenden eine weitere Überraschung: Am Südpol des Planeten kam es zwischen 2018 und 2020 zu einer dramatischen Veränderung der Temperatur. In diesem Zeitraum erwärmte sich die Stratosphäre am Südpol des Neptuns um etwa elf Grad Celsius. Eine solche polare Erwärmung wurde auf Neptun noch nie beobachtet, heißt es in einer Mitteilung der Forschenden.

Doch wie kommen die großen Temperaturunterschiede in der Stratosphäre des Planeten Neptun zustande? Bisher wissen die Forschenden es nicht. „Temperaturvariationen können mit jahreszeitlichen Veränderungen in der atmosphärischen Chemie des Neptun zusammenhängen, die verändern kann, wie die Atmosphäre abkühlt“, erklärt Hauptautor Roman. „Aber auch zufällige Schwankungen in den Wettermustern oder sogar eine Reaktion auf den 11-jährigen Zyklus der Sonnenaktivität können einen Einfluss haben.“

Planet Neptun: Beeinflusst der Sonnenfleckenzyklus seine Temperatur?

Die Aktivität der Sonne unterliegt einem elfjährigen Zyklus, dem sogenannten Sonnenfleckenzyklus. Im Maximum dieses Zyklus – es wird für die Jahre 2025 und 2026 erwartet – ist die Sonne besonders aktiv. Das ist zu erkennen an zahlreichen Sonnenflecken auf der Oberfläche, die teilweise geladene Teilchen ins Weltall schleudern. Trifft ein solcher Sonnensturm die Erde, können dort Polarlichter entstehen, es kann jedoch auch zu gewaltigen Problemen mit Stromnetzen und der Infrastruktur kommen. Es gibt Vermutungen, dass der Sonnenzyklus auch die sichtbare Helligkeit des Neptun beeinflusst. Die Studie der Forschenden um Roman zeigt einen möglichen Zusammenhang zwischen der Sonnenaktivität, den Temperaturen in der Neptun-Stratosphäre und der Anzahl der hellen Wolken auf dem Planeten.

In den kommenden Jahren sollen weitere Beobachtungen von Temperaturen und Wolkenmustern auf dem Neptun folgen, um eine mögliche Verbindung zur Sonnenaktivität aufzuspüren. Dabei hoffen die Forschenden auch auf das „James Webb“-Weltraumteleskop (JWST) von Nasa, Esa und der kanadischen Raumfahrtorganisation CSA, das Ende 2021 gestartet ist und bis zum Sommer den Betrieb aufnehmen soll. „Webb“ soll noch im Jahr 2022 erstmals die beiden Eisgiganten in unserem Sonnensystem – Neptun und Uranus – ins Visier nehmen.

Thermale Aufnahmen des Planeten Neptun zeigen, dass der Planet abkühlt, dann an den Polen wärmer wird.
Thermale Aufnahmen des Planeten Neptun zeigen, dass der Planet abkühlt, dann an den Polen wärmer wird. © Cover-Images/Imago

Neptun wird bald vom „James Webb“-Weltraumteleskop beobachtet

Geleitet werden wird diese Beobachtung von Leigh Fletcher, der ebenfalls an der University of Leicester forscht und ein Co-Autor der aktuellen Neptun-Studie ist. Er erwartet von der Beobachtung des Neptun mit dem JWST-Instrument „MIRI“ „beispiellose neue Karten der Chemie und der Temperaturen in der Neptun-Atmosphäre“. Außerdem soll das Weltraumteleskop dazu beitragen, „die Art dieser jüngsten Veränderungen [auf Neptun, d. Red.] besser zu identifizieren“.

Der Planet Neptun ist der einzige Planet in unserem Sonnensystem, der von der Erde aus nicht mit bloßem Auge sichtbar ist. „Ich denke, Neptun ist für viele von uns sehr faszinierend, weil wir noch so wenig über ihn wissen“, zitiert CNN den Hauptautor der Studie, Michael Roman. Bisher ist einzig die Nasa-Raumsonde „Voyager 2“ an dem Eisgiganten vorbeigeflogen – im Jahr 1989. Entdeckt wurde der äußerste Planet des Sonnensystems 1846 aufgrund von Berechnungen von Bahnstörungen des Planeten Uranus. (tab)

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