Jeder Planet des Sonnensystems hat sein eigenes Aussehen. Die Erde hat aquamarinfarbene Ozeane. Auf Jupiter gibt es panchromatische Stürme. Saturn hat schimmernde Ringe. Und Neptun hat gespenstische Wolken – zumindest früher. Zum ersten Mal seit drei Jahrzehnten ist die elektrisch-blaue Kugel fast vollständig wolkenfrei, und die Astronomen sind erschrocken.
Es ist bekannt, dass die Wolkendecke von Neptun auf und ab geht. Doch seit Oktober 2019 ist nur noch ein dünner weißer Fleck zu sehen, der um den Südpol des Planeten treibt.
„Es war das erste Mal, dass jemand so etwas gesehen hat“, sagte Imke de Pater, Astronomin an der University of California in Berkeley. „Da ist einfach nichts. Was ist los?”
Um den Fall der verschwindenden Wolken zu lösen, haben Wissenschaftler 30 Jahre lang Nahinfrarotbilder von Neptun durchgesehen, die mit bodengestützten Observatorien und dem Hubble-Weltraumteleskop gemacht wurden. In einer im Juni in der Zeitschrift Icarus veröffentlichten Studie nannten Dr. de Pater und ihre Kollegen den Hauptverdächtigen dieser Wolkenreinigung: die Sonne.
Neptun, ein eiskalter Planet voller Überschallstürme, wurde nur von einer Raumsonde besucht, der Voyager 2, die 1989 vorbeiflog. Daher ist über den Planeten nur wenig definitiv bekannt, auch nicht über die Natur seiner exzentrischen Kohlenwasserstoffwolken.
Bis ein weiterer Roboterbote vorbeikommt, um Neptun zu begrüßen, müssen sich Astronomen auf Teleskope verlassen, um seine Geheimnisse zu entschlüsseln. Ein Team unter der Leitung von Erandi Chavez, einem Doktoranden am Harvard-Smithsonian Center for Astrophysics, interessierte sich für den nahezu nackten Status des Eisriesen und machte sich an die Arbeit.
Die Forscher kombinierten Bilder von Hubble, dem Keck-Observatorium auf Hawaii und dem Lick-Observatorium in Kalifornien, um ein 29-jähriges Fotoalbum von Neptun zu erstellen, das bis ins Jahr 1994 zurückreicht. Anschließend verglichen sie es mit den Sonnenzyklen.
Die Sonne durchläuft acht bis 14 Jahre dauernde Zyklen der Hyperaktivität und Ruhe, die durch die wiederholte Umkehrung des Magnetfelds der Sonne angetrieben werden. Diese Zyklen scheinen synchron mit der Wolkendecke Neptuns zu steigen und zu fallen. In den Jahren 2002 und 2015 beispielsweise zeigte Neptun unzählige Wolken, jeweils kurz nach dem Höhepunkt der Sonnenaktivität. Es wird angenommen, dass der Beschuss mit ultraviolettem Licht eine alchemistische, wolkenbildende Reaktion am ätherischen Himmel des Planeten auslöst.
Umgekehrt verschwindet der Dampfschleier von Neptun während des Nadirs der Sonne – obwohl nicht bekannt ist, warum der aktuelle Wolkenmangel im Vergleich zu früheren Zyklen so extrem ist.
Es wurde vermutet, dass diese beiden extrem weit entfernten Himmelsobjekte auf diese Weise unwahrscheinlich miteinander verbunden sein könnten. Aber diese Studie liefert den bislang stärksten Beweis dafür, dass Neptuns wolkenverhangene Haut auf Sonneneruptionen zurückzuführen ist, was auf die mysteriöse Dynamik des Eisriesen hinweist.
„Dass die UV-Emission der Sonne die Wolkenstruktur von Neptun bestimmen könnte, ähnelt einem Orchesterdirigenten, der einem einsamen Geigenspieler in 2,8 Milliarden Meilen Entfernung Anweisungen gibt“, sagte Grant Tremblay, ein Astrophysiker am Harvard-Smithsonian Center for Astrophysics, der nicht daran beteiligt war die Arbeit. „Es ist ein weiterer Beweis dafür, dass unsere Sonne wirklich der Herr des Sonnensystems ist, selbst in seinen entferntesten Regionen.“
Auch Heidi Hammel, eine Planetenastronomin und Vizepräsidentin für Wissenschaft bei der Association of Universities for Research in Astronomy, die nicht an der Studie beteiligt war, lobte die Ergebnisse.
„Eines der Dinge, die mir beim Studium von Neptun immer Spaß gemacht haben, ist, dass er nie gleich aussieht“, sagte sie. „Und diese Studie hilft uns, besser zu verstehen, warum das so ist.“
Aber eine Handvoll Sonnenzyklen reicht weder aus, um den Mechanismus zu verstehen, der diese Wolken erzeugt, noch kann sie bestätigen, dass die Korrelation zwischen beiden einen Kausalzusammenhang darstellt. Wissenschaftler warten gespannt auf das nächste Sonnenmaximum, das für 2025 vorhergesagt wird, und sind gespannt, ob die Wolken des Planeten bald darauf aufblühen.
„Bei äußeren Planeten wie Neptun und Uranus muss man auf lange Sicht spielen“, sagte Dr. Hammel.