Ein internationales Team hat mit dem NIRSpec-Instrument an Bord des James-Webb-Teleskops fast eine komplette Rotation des Uranus beobachtet – und dabei schwaches Leuchten hoch über den Wolken eingefangen. Es gelang, die obere Atmosphäre des fernen Eisriesen erstmals dreidimensional zu kartieren.
Die Wissenschafter rund um Paola Tiranti von der Northumbria University untersuchten die sogenannte Ionosphäre, also jene Region bis zu 5.000 Kilometer über den Wolken, in der geladene Teilchen dominieren und das Magnetfeld eine zentrale Rolle spielt.
Dabei zeigte sich: Die Temperaturen erreichen ihren Höhepunkt in 3.000 bis 4.000 Kilometern Höhe, während die höchste Dichte an Ionen bereits rund 1.000 Kilometer über den Wolken gemessen wurde.
"Das ist das erste Mal, dass wir die obere Atmosphäre des Uranus in drei Dimensionen sehen können", so Tiranti. "Die Magnetosphäre des Uranus ist eine der seltsamsten im Sonnensystem. Sie ist geneigt und versetzt zur Rotationsachse des Planeten, was bedeutet, dass seine Polarlichter auf komplexe Weise über die Oberfläche fegen."
Dank der enormen Empfindlichkeit von Webb lasse sich nachvollziehen, wie Energie durch die Atmosphäre nach oben wandert – und wie stark das schiefe Magnetfeld des Planeten alles beeinflusst.
Besonders auffällig waren zwei helle Polarlichtbänder nahe den magnetischen Polen. Zwischen ihnen entdeckte das Team eine dunklere Zone mit geringerer Ionendichte. Ähnliche Strukturen kennt man vom Jupiter. Dort bestimmt die Geometrie des Magnetfelds, wie sich geladene Teilchen in der Hochatmosphäre bewegen.
Die Messungen bestätigen zudem einen Trend, der bereits in den frühen 1990er-Jahren begonnen hat: Die obere Atmosphäre des Uranus kühlt weiter ab. Im Schnitt wurden rund 426 Kelvin gemessen – das entspricht etwa 150 Grad Celsius und liegt unter früheren Werten.
