Überraschende Temperatur-Änderungen in der Atmosphäre Neptuns

Ein internationales Team von Astronomen hat mit mehreren Teleskopen auf der Erde und im Weltall die Temperatur in der Atmosphäre des Planeten Neptun über einen Zeitraum von 17 Jahren verfolgt. Die Forscher fanden einen über­raschenden Rückgang der globalen Temperaturen, gefolgt von einer dramatischen Erwärmung an seinem Südpol. „Diese Veränderung war unerwartet“, sagt Michael Roman von der University of Leicester in Groß­britannien. „Da wir Neptun während seines südlichen Frühsommers beobachtet haben, haben wir erwartet, dass die Temperaturen langsam ansteigen und nicht abnehmen.“

Wie die Erde erlebt auch Neptun Jahres­zeiten, wenn er die Sonne umkreist. Allerdings dauert eine Jahreszeit auf Neptun etwa vierzig Jahre, während ein Neptunjahr 165 Erdjahre dauert. Seit 2005 ist auf der südlichen Hemisphäre des Neptun Sommer und die Astronomen wollten sehen, wie sich die Temperaturen nach der südlichen Sommer­sonnen­wende verändern. Die Wissen­schaftler unter­suchten dazu fast hundert Wärmebild-Aufnahmen des Planeten, die über einen Zeitraum von 17 Jahren aufgenommen worden waren, um die allgemeine Entwicklung der Temperatur des Planeten detail­lierter als je zuvor nach­voll­ziehen zu können.

Die Daten zeigen, dass sich der größte Teil des Planeten trotz des beginnenden südlichen Sommers in den letzten zwei Jahrzehnten allmählich abgekühlt hat. Die globale Durch­schnitts­temperatur von Neptun ist zwischen 2003 und 2018 um 8 °C gesunken. Die Astronomen waren dann überrascht, als sie in den letzten beiden Jahren ihrer Beobachtungen eine dramatische Erwärmung von Neptuns Südpol entdeckten: Dort stiegen die Temperaturen zwischen 2018 und 2020 rasch um 11 °C an. Obwohl der warme Polarwirbel des Neptun schon seit vielen Jahren bekannt ist, wurde eine so schnelle Erwärmung des Pols noch nie zuvor auf dem Planeten beobachtet.

„Unsere Daten decken weniger als die Hälfte einer Jahreszeit des Neptuns ab, so dass niemand erwartet hatte, große und schnelle Veränderungen zu sehen“, sagt Glenn Orton vom Jet Propulsion Laboratory in den USA. Da die Temperatur­schwankungen des Neptun unerwartet waren, wissen die Forscher noch nicht, was sie verursacht haben könnte. Sie könnten auf Veränderungen in der Strato­sphären­chemie des Neptun, auf zufällige Wettermuster oder sogar auf den Sonnenzyklus zurück­zu­führen sein.

In den kommenden Jahren werden weitere Beobachtungen erforderlich sein, um die Gründe für diese Schwankungen zu erforschen. Künftige boden­gestützte Teleskope wie das Extremely Large Telescope der ESO könnten Temperatur­schwankungen wie diese genauer beobachten, während das James Webb Space Telescope neue Karten der Chemie und Temperatur in der Neptun­atmosphäre liefern wird. „Ich denke, dass Neptun für viele von uns sehr faszinierend ist, weil wir noch so wenig über ihn wissen“, sagt Roman. „Das alles deutet auf einen komplexen Aufbau der Neptun­atmosphäre hin und darauf, wie sie sich mit der Zeit verändert.“

ESO / RK

Weitere Infos

• Originalveröffentlichung
  M. T. Roman et al.: Subseasonal Variation in Neptune's Mid-infrared Emission, Planetary Sci. J. 3, 78 (2022); DOI: 10.3847/PSJ/ac5aa4
• School of Physics and Astronomy, University of Leicester, Großbritannien
• Jet Propulsion Laboratory, California Institute of Technology, Pasadena, USA