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Freitag, 22.11.2019

Eisriese mit Regen aus Diamant

Das Wetter auf dem Uranus

Uranus ist der wohl geheimnisvollste der Planeten unseres Sonnensystems. Unter blaugrünen Wolkenmassen verbirgt sich ein Ozean aus Gasen, die in der Tiefe flüssig werden. Und inmitten der eisigen Wolkensuppe regnet es Diamanten.

So abenteuerlich es auch klingt, aber Wissenschaftlern ist es kürzlich gelungen, die hochkomplexen physikalischen und chemischen Verhältnisse im Labor nachzubilden, die in den Atmosphären von Eisriesen wie Uranus und seinem Nachbarn Neptun herrschen. Dabei bildeten sich im Experiment innerhalb der nachgestellten Atmosphären unter großem Druck tatsächlich winzige Diamantkristalle. Die Forscher gehen davon aus, dass diese Prozesse in den Wolken von Uranus und Neptun ständig auch größere Kristalle hervorbringen, die langsam in die Tiefe sinken.

Auf dem blaugrünen Planeten regnet es nicht nur Diamanten, er bewegt sich auch auf eine außergewöhnliche Weise um die Sonne: Weil seine Achse zur Seite gekippt ist, "rollt" er auf seiner Umlaufbahn durchs All. Bild: NASA

Ein weiteres Kuriosum ist die extreme Neigung der Rotationsachse des Uranus gegen seine Bahnebene. Sie ist mit knapp 98 Grad so groß, dass der Planet geradezu über seine Umlaufbahn rollt. Als Folge davon steht die Sonne abwechselnd fast senkrecht über seinen Polen, während die Äquatorregion - anders als bei allen anderen Planeten - vergleichsweise wenig Sonnenlicht abbekommt. Wahrscheinlich hat eine gewaltige Kollision mit einem anderen Himmelskörper Uranus schon vor Urzeiten aus seiner einst aufrechten Lage so radikal auf die Seite gekippt.

Die künstlerische Darstellung zeigt, wie die gewaltige Kollision von Planeten mit anderen Himmelskörpern in der Frühzeit unseres Sonnensystems ausgesehen haben könnte. Bild: NASA

Diese außergewöhnliche Lage seiner Rotationsachse hat für Uranus eine weitere, drastische Folge: Trotz seiner großen Entfernung zur Sonne und der von daher nur noch äußerst spärlichen Energiezufuhr gibt es auf dem Planeten ausgeprägte Jahreszeiten. Ursache ist die große Zeitdauer, in welcher der Planet der Sonne im Laufe eines Uranusjahres immer die gleichen Halbkugeln zuwendet. So dauert ein Uranusjahr 84 Erdenjahre und ein einziger Tag an den Polen des Planeten daher rund 42 Erdenjahre, bevor er von einer ebenso langen Nacht abgelöst wird.

Wolkenbänder auf Uranus zeigen weniger Kontraste als auf anderen Gasriesen. Grund ist dass der Wind sehr konstant und gleichförmig weht und in tieferen Schichten rasch abnimmt. Dort geht es sogar richtig ruhig zu. Bild: NASA

Die Temperaturen liegen im Luftdruckniveau von einem Bar bei knapp minus 200 Grad. Diese Druckfläche entspricht den 1000 Hektopascal, die auf der Erde in etwa auf Meeresniveau angetroffen werden. Auf Uranus herrscht dieser Luftdruck jedoch schon dicht unter der Oberseite der aus gefrorenem Methan bestehenden Wolken. Darüber wabern nur noch dünne, nebelartige Schleier aus Kohlenwasserstoff. Der Wind jagt in diesen Höhen mit gut 500 Kilometer pro Stunde dahin, nimmt aber in tieferen Schichten rasch ab, sodass es dort ausgesprochen ruhig zugeht.

Der blaugrüne Eisriese wird nicht nur von mindestens 27 Monden umschwirrt, sondern er besitzt - ähnlich wie der Saturn - auch ein feines Ringsystem, das von der Erde aus aber nur in großen Teleskopen sichtbar ist. Bild: NASA

Wegen seiner enormen Entfernung von der Sonne von fast drei Milliarden Kilometer ist der Uranus bisher kaum erforscht. So wurde er erst einmal von einer Forschungsmission besucht, der Raumsonde Voyager 2, die im November 1985 an dem Eisriesen vorbeiflog und dabei zahlreiche Bilder und Messdaten übertrug. Dabei entdeckte Voyager auch zahlreiche der inzwischen 27 bekannten Monde des fernen Planetensystems. Unter ihnen befinden sich höchstwahrscheinlich auch Eismonde, in deren Innerem womöglich sogar flüssiges Wasser seiner Entdeckung harrt.

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