Nach mehr als siebenjähriger Reise zum Planeten Saturn und seinem Mond Titan tritt die NASA/ESA-Mission Cassini/Huygens im Jänner 2005 in eine entscheidende Phase. Die Landesonde Huygens wird von der Raumsonde Cassini abgetrennt und soll am Saturnmond Titan landen um die Atmosphäre und die Oberfläche von Titan zu erforschen. Bereits jetzt berichten Wissenschaftler vom Institut für Weltraumforschung der Österreichischen Akademie der Wissenschaften (ÖAW) von sensationellen Entdeckungen, die bei Messungen der Saturnradiostrahlung in der Magnetosphäre des Planeten gemacht wurden. Die Ergebnisse werden in der aktuellen Ausgabe (16. Dezember 2004) von SCIENCE Express unter dem Titel "Radio and Plasma Wave Observations at Saturn from the Cassini Approach and First Orbit" veröffentlicht.

Eines der 12 Experimente an Bord von Cassini dient der Messung von Radiowellen und Plasmawellen, die Indikatoren für magnetosphärische Prozesse sind. Es handelt sich dabei um das sog. RPWS Experiment (Radio and Plasma Wave Science), das die Radiostrahlung in der Magnetosphäre des Planeten und die Gewitterblitze in der Saturnatmosphäre messen kann. Das Messsystem besteht aus drei Antennen sowie einem entsprechenden Empfänger. Am Grazer Institut wurden die Empfangsantennen kalibriert und Datenauswertungsprogramme entwickelt.

Die Radiowellen entstehen durch das Eindringen von geladenen Teilchen in die Magnetosphäre des Planeten, die durch das Magnetfeld zu spiralförmigen Bewegungen gezwungen werden. Durch die Umwandlung von kinetischer Teilchenenergie in elektromagnetische Energie kommt es zum Entstehen von Radiowellen (Radiobursts), die durch die Planetenrotation moduliert werden.

"Die aktuellen Messungen der Saturnradiostrahlung haben erstaunliche Ergebnisse gebracht. Es hat sich gezeigt, dass die Periode der Radiomodulation seit den Messungen durch die Sonden Voyager 1 und 2 am Beginn der 1980er Jahre deutlich länger geworden ist", berichtet Helmut Rucker, Abteilungsleiter am Institut für Weltraumforschung der ÖAW in Graz. Dauerte damals eine Rotationsperiode noch 10 Stunden und 40 Minuten, so ergeben die jüngsten Messungen - es wurden über 1000 Rotationen gemessen - eine Rotationsdauer von bereits 10 Stunden und 46 Minuten. Im Vergleich etwa zu Schwankungen in der Erdrotation, die nur Bruchteile von Sekunden betragen, ist das ein enormer Unterschied, für den die Forscher noch keine Erklärung haben. "Wir stehen vor einem Phänomen und rätseln", so Rucker.

Weitere erstaunliche Ergebnisse haben die Messungen von Gewitterblitzen in der Saturnatmosphäre ergeben. Diese Gewitterblitze können anhand elektromagnetischer Wellen registriert werden, die ebenfalls mit den Radioantennen gemessen werden. "Die neuesten Messergebnisse zeigen, dass die Ausbeute an detektierten Gewitterblitzen im Vergleich zu den Voyager-Messungen vor mehr als 20 Jahren deutlich zurückgeht", schildert Helmut Rucker. Eine mögliche Ursache für dieses Phänomen sehen die Forscher in der Veränderung der Temperaturverhältnisse in der Saturnatmosphäre. Sie leiten diese Erklärung von der Art der Schatten, die das Saturnringsystem wirft, ab. Während vor 20 Jahren sehr scharfe Schatten beobachtet werden konnten, was auf sehr starke Temperaturunterschiede in der Atmosphäre hindeutet, treten 2004 wesentlich breitere Schatten der Saturnringe auf, als Folge der veränderten Lage des Ringsystems gegenüber dem einfallenden Sonnenlicht. Ein Indiz dafür, dass die Temperaturunterschiede geringer sind, daher auch weniger Gewitterblitze detektiert werden. "Horchen und Schauen" ist jedenfalls die Devise der Wissenschaftler in den nächsten Jahren. Dabei wird eines der Ziele die mögliche Detektion von Gewitterblitzen in der Atmosphäre des Saturnmondes Titan sein.


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