Ein mysteriöses, rund 29.000 Kilometer breites Sechseck am Nordpol des Saturn fasziniert Forscher seit seiner Entdeckung durch die Raumsonde Voyager 2 im Jahr 1981. Neue Forschungen aktualisieren den Stand zu diesem Phänomen, dessen gewaltige Winde im Jetstream Geschwindigkeiten von etwa 320 km/h erreichen.
Neben neuen Erkenntnissen über den Ozean unter der Eiskruste des Saturnmondes Enceladus und der Entdeckung eines neuen zehneckartigen Wirbelsturms auf dem Südpol des Planeten rückt auch das berühmte Nordpol-Sechseck wieder in den Fokus der Wissenschaft.
Entdeckung durch Voyager 2 und das Rätsel des Polarwirbels
Die Daten und Bilder der Voyager-Sonden liefern bis heute viele Erkenntnisse, warfen in ihrer Anfangszeit jedoch enorme Fragen auf. Eine davon enthüllte Voyager 2 beim Vorbeiflug am Saturn im Jahr 1981. Als der Astronom David Godfrey von den National Optical Astronomy Observatories im Jahr 1988 die Fotos auswertete, fiel ihm am Nordpol des Planeten ein riesiger Polarwirbel mit einer gleichmäßigen sechseckigen Struktur auf. Während Polarwirbel im Sonnensystem keine Seltenheit darstellen, ist ein Wirbel mit einer solchen symmetrischen, sechseckigen Geometrie außergewöhnlich.
Damals frohlockten Verschwörungstheoretiker über eine angebliche Postkarte von Aliens, während die Wissenschaft nach einer natürlichen Erklärung suchte. Das Rätsel des Saturn-Hexagons war geboren. Da die Voyager-Sonden sich damals auf der Durchreise befanden, ließ sich das Phänomen jedoch zunächst nicht näher untersuchen.
Dimensionen und Messwerte des Saturn-Hexagons
Der Polarwirbel bildet ein bemerkenswert gleichmäßiges Sechseck mit rund 14.500 Kilometer langen Seiten. Mit einem Gesamtdurchmesser von 29.000 Kilometern ist das Gebilde mehr als doppelt so groß wie der Erddurchmesser. Das Wolkenmuster erweist sich als extrem dynamisch: Die Winde im Jetstream erreichen Geschwindigkeiten von etwa 320 km/h, während das Sechseck selbst in rund 10 Stunden, 39 Minuten und 23 Sekunden eine vollständige Drehung vollendet. In der Mitte befindet sich eine Art Auge des Sturms, das etwa 50-mal größer ist als im Schnitt die vergleichbaren Erdwirbelstürme.
Untersuchungen der Raumsonde Cassini-Huygens
Um das Phänomen genauer zu erforschen, startete im Jahr 1997 die Raumsonde Cassini-Huygens. Sie schwenkte im Jahr 2004 in die Umlaufbahn des Saturn ein. Zunächst konnte die NASA-Sonde das Hexagon allerdings nur eingeschränkt beobachten, da es aufgrund des Winters auf der nördlichen Hemisphäre im Schatten lag; lediglich das Infrarotinstrument VIMS lieferte im Jahr 2006 erste Einblicke. Da ein Saturnjahr wegen der großen Entfernung zur Sonne 29 Erdenjahre dauert, erstreckt sich ein Saturn-Winter über etwa sieben Jahre.
Im August 2009 brach der Frühling auf der Nordseite an, sodass Cassini den Nordpol endlich auch optisch untersuchen konnte. Forscher stellten sich daraufhin die Frage, ob das Hexagon noch in derselben Verfassung wie zu Zeiten von Voyager war.
Vergleich mit irdischen Hurrikans und physikalische Unterschiede
Strukturell ähnelt der Polarsturm trotz seiner hexagonalen Form irdischen Hurrikans. Kevin Baines, Wissenschaftler am Jet Propulsion Laboratory der NASA und am Cassini-Programm beteiligt, beschrieb den Polarwirbel dahingehend, dass er zumindest die Struktur eines Hurrikans – es ist das, was wir die klassische Wirbelstruktur nennen
aufweist.
Dennoch existieren gravierende Unterschiede. Erdwirbelstürme benötigen das Wasser und die Wärme der Erdoberfläche, Bedingungen, die auf einem Gasplaneten wie dem Saturn nicht gegeben sind. Zudem empfängt die Erde aufgrund ihrer geringeren Distanz etwa 100-mal mehr Sonnenlicht als der Saturn. Weitere Faktoren wie eine gänzlich andere Tag-Nacht-Struktur, eine im Vergleich flache Atmosphäre und die unterschiedliche Oberflächenbeschaffenheit verhindern ein ähnliches Phänomen auf der Erde.
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