Das James-Webb-Weltraumteleskop hat erstmals eindeutige Nachweise von Polarlichtern auf Neptun erbracht. Gleichzeitig offenbarten die Daten eine überraschende Abkühlung der oberen Atmosphäre des Planeten im Vergleich zu Messungen der Voyager-2-Sonde aus dem Jahr 1989.
Infrarotspektroskopie liefert entscheidende Hinweise
Am 22. Juni 2023 beobachtete Webb den äußersten Gasplaneten mit dem Near-Infrared Spectrograph (NIRSpec). Das Instrument detektierte charakteristische Emissionen des H3+-Moleküls, das aus drei Wasserstoffkernen und zwei Elektronen besteht. Diese Moleküle entstehen durch Wechselwirkungen geladener Teilchen mit der Atmosphäre und gelten als verlässlicher Indikator für Polarlichter.
Die Messungen ergaben eine Temperatur von 358 Kelvin (etwa 85°C) in der oberen Atmosphäre. Voyager 2 hatte 1989 noch etwa 750 Kelvin (rund 477°C) gemessen. Obwohl die Messmethoden unterschiedlich waren, zeigt die Modellrechnung der Forscher, dass die Diskrepanz zu groß ist, um sie auf methodische Unterschiede zurückzuführen.
Ungewöhnliche Polarlichter und offene Fragen
p>Neptuns Magnetfeld weist eine Besonderheit auf: Es ist um 47 Grad gegenüber der Rotationsachse geneigt und nicht im Planetenmittelpunkt verankert. Dadurch treten die stärksten H3+-Emissionen nicht an den geografischen Polen auf, sondern in mittleren südlichen Breiten.
Die Ursachen für die beobachtete Abkühlung bleiben unklar. Da zwischen den Messungen 34 Jahre liegen, handelt es sich um zwei Momentaufnahmen ohne Informationen über mögliche Schwankungen in der Zwischenzeit. Die niedrigeren Temperaturen könnten erklären, warum frühere bodengestützte Beobachtungen die H3+-Emissionen nicht nachweisen konnten – bei kälteren Temperaturen strahlt das Molekül deutlich schwächer.
- Quelle: Nature Astronomy (2025)
- Quelle: NASA Pressemitteilung (26. März 2025)