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StartseiteSternzeitDas Geheimnis der heißen Atmosphären 10.08.2020

Thermosphären bei Erde, Jupiter und SaturnDas Geheimnis der heißen Atmosphären

Unsere Erdatmosphäre wird in Höhen oberhalb von rund 80 Kilometern immer heißer. In der Thermosphäre, wie Fachleute diesen Bereich nennen, werden die kurzwelligen Anteile der Sonnenstrahlung absorbiert. Zudem tragen Polarlichter und andere Einflüsse des Erdmagnetfeldes zur Aufheizung der Gasatome bei.

Von Hermann-Michael Hahn

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Die Hexagon-Struktur im Polbereich des Planeten Saturn, aufgenommen von der Raumsonde Cassini (NASA)
Die Hexagon-Struktur im Polbereich des Planeten Saturn, aufgenommen von der Raumsonde Cassini (NASA)

Ähnliche Thermosphären gibt es auch auf Jupiter und Saturn. Sie sind sogar um einige hundert Grad heißer als aufgrund der großen Sonnenentfernung zu erwarten wäre. So weit draußen kommt deutlich weniger Sonnenstrahlung an – an sich müsste in den Atmosphären alles deutlich kühler ablaufen.

Allerdings gibt es auf Jupiter und Saturn starke Polarlichter, die die Polregionen aufheizen. Dafür erhalten die Äquatorgebiete deutlich weniger kurzwellige Sonnenstrahlung als die Erde.

Jetzt haben amerikanische und britische Wissenschaftler aus Daten der vor drei Jahren zu Ende gegangenen Cassini-Mission eine mögliche Erklärung für diese unerwartet hohen Temperaturen abgeleitet, die zumindest für den Saturn gilt.

Mit einem Ultraviolett-Spektrographen haben sie mehr als dreißig Auf- und Untergänge heller Sterne am Saturnrand beobachtet und daraus Temperatur- und Dichteprofile der oberen Atmosphärenschichten bestimmt.

Dabei zeigte sich, dass die Hochatmosphäre im Bereich der Polarlichtzone kühler ist als erwartet, dafür in den angrenzenden Regionen wärmer. Offenbar gibt es dort Windströmungen, die bis weit in die gemäßigten Zonen reichen und so die von den Polarlichtern gespeiste Aufheizung gleichmäßig verteilen.

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