Wolken drehen im Sechseck: Rätselhafte Struktur auf Saturn erklärt

Komplexe dynamische Turbulenzen erzeugen in der Atmosphäre des Saturn einen auffälligen sechseckigen Wolkenwirbel. Das legt eine Simulation US-amerikanischer Wissenschaftler nahe.

Rakesh Yadav und Jeremy Bloxham von der Harvard-Universität in Cambridge, Massachusetts können damit die Entstehung der eigentümlichen Sechseckstruktur erklären, wie sie in den „Proceedings“ der US-Akademie der Wissenschaften erläutern.

Der Wolkenwirbel reiche vermutlich sehr tief in die Saturnatmosphäre hinab, schließen die beiden Forscher aus ihrem Modell.

Bereits die Voyager-Sonden der US-Raumfahrtbehörde Nasa hatten bei ihrem Besuch des Ringplaneten Anfang der 1980er Jahre das nahezu regelmäßige Sechseck am Nordpol entdeckt. Seitdem konnte der Sechsecksturm fortlaufend beobachtet werden.

Turbulente Konvektion

Er hat einen Durchmesser von rund 25 000 Kilometern und dreht sich in etwa 10,5 Stunden einmal um sich selbst.

Theorien besagen, dass es sich um ein eher flaches Phänomen von einigen Dutzend bis einigen Hundert Kilometern Tiefe handelt, und andere, dass der Sturm tausende Kilometer tief in die Saturnatmosphäre reicht.

Die Harvard-Forscher hatten die Effekte von tiefer, turbulenter Konvektion in der Atmosphäre von Gasriesen betrachtet, zu denen auch Saturn zählt.

Unter Konvektion verstehen Wissenschaftler etwa das Aufsteigen von warmer Luft oder Flüssigkeit wie das Aufwallen von Wasser in einem Kochtopf, der erhitzt wird. Konvektion spielt auch für irdische Wirbelstürme eine wichtige Rolle.

Die turbulente Konvektion in den Außenschichten eines Gasriesen erzeugte in der Modellrechnung horizontale Windbänder, die sich in der Richtung abwechseln. Am Nordpol entstand dabei ein großer Wirbelsturm, der von drei gegensätzlich drehenden Wirbelstürmen umgeben war.

Tiefgang unklar

Dazu kamen mehrere kleine Wirbelstürme und ein starker, ostwärts gerichteter Jetstream. Dieser formte sich durch die Einflüsse der umgebenden Wirbelstürme zu einem regelmäßigen Neuneck.

Die Wirbel reichen der Simulation zufolge tief hinab in die Atmosphäre, sind an der Oberfläche durch die weniger einheitliche Konvektion jedoch nicht zu sehen, sodass der Jet die dominante sichtbare Struktur bleibt.

Die Forscher argumentieren, dass derselbe Mechanismus die Sechseckstruktur auf dem Saturn hervorbringen kann. Der sechseckige Sturm wäre demnach sehr tief in der Saturnatmosphäre verankert.

Die Simulation könne noch nicht alle Aspekte der Beobachtungen des Saturn reproduzieren, schreiben Yadav und Bloxham. Mit mehr Rechenleistung sollte jedoch in Zukunft eine noch detailliertere Simulation möglich sein. (dpa)