In den nächsten Jahren ist Sommer - auf Neptuns Südhemisphäre

Im ersten Moment wirken die Temperaturen auf Neptuns Oberfläche nicht gerade sommerlich. Im Durchschnitt herrschen dort minus 200 Grad Celsius. Eindeutig zu kalt für einen Badeausflug. Allerdings sucht man auf Neptun den Strand auch vergebens. Der blaue Eisriese ist im Gegensatz zur Erde ein Gasplanet. Er besitzt einen radioaktiven Kern aus Eis und Gestein. Die Atmosphäre ist im Vergleich zur Erdatmosphäre um ein vielfaches größer und besteht aus Wasserstoff, Methan und Helium. Das Methan sorgt für die schöne bläuliche Färbung des Planeten. In der Hochatmosphäre können sich Wolken bilden, die in ihrem äußeren Erscheinungsbild durchaus den irdischen Wolken ähneln.

Einige Besonderheiten weist das Wetter auf Neptun jedoch auf. Zum einen ist Neptun einer der wenigen Planten, die mehr Wärme ausstrahlen als sie von der Sonne erhalten. Neptun befindet sich 4,5 Milliarden Kilometer von der Sonne entfernt. Das heißt die zur Verfügung stehende Einstrahlung ist um ein vielfaches geringer als auf der Erde. Durch den radioaktiven Zerfall im Kern produziert der Planet jedoch zusätzlich Hitze, die innerhalb der Atmosphäre turbulent aufsteigt. Diese zusätzliche Wärmeenergie sorgt unter anderem für die stärksten Stürme in unserem Sonnensystem. Es wurden bereits Wirbel von der Größe unserer Erde beobachtet. Dabei traten Windgeschwindigkeiten von teils über 2000 Kilometern pro Stunde auf. In den unteren Schichten der Atmosphäre tritt noch ein weiteres interessantes Phänomen auf. Dort regnet es Diamanten. Der Druck ist dort bereits so hoch, dass die Kohlenstoffatome stark zusammengepresst werden. Dass diese Prinzessinen-Schliff aufweisen ist jedoch unwahrscheinlich. Ganz sicher sein kann man sich aber nicht, da eine in situ Beobachtung noch nicht stattgefunden hat.

Wie bereits Anfangs erwähnt, gibt es auch Jahreszeiten auf Neptun. Ausschlaggebend für die Entstehung von Jahreszeiten ist eine geneigte Rotationsachse. Durch die um 28 Grad geneigte Achse ist der Einfallswinkel der Sonnenstrahlung ähnlich wie auf der Erde, auf der Nordhemisphäre und der Südhemisphäre unterschiedlich, je nach Position des Planeten auf seiner Umlaufbahn um die Sonne. Die unterschiedlich starke Einstrahlung führt zu unterschiedlich starken Erwärmung der Halbkugeln je nach Jahreszeit. Allerdings sind die Jahreszeiten auf Neptun wesentlich länger als auf der Erde. Neptun benötigt etwa 165 Jahre um einmal die Sonne zu umrunden. Eine Jahreszeit ist somit etwa 41 Erdjahre lang.

Aktuell ist auf der Südhemisphäre Neptuns Sommer. Seit 2003 wurde die Temperatur an der oberen Atmosphäre kontinuierlich mit verschiedenen Teleskopen, sowohl von der Erde aus, als auch mit dem Spritzer Weltraumteleskop der NASA gemessen. Was die Forschenden jedoch nach über 15 Erdjahren herausgefunden haben passt nicht ins Bild. Die Atmosphäre hat sich während Neptuns Frühsommer vorübergehend um etwa acht Grad abgekühlt. Dabei wird es im Sommer doch bekanntlich wärmer. Gleichzeitig wurde zwischen 2018 und 2020 eine überdurchschnittlich starke Erwärmung um 11 Grad über Neptuns Südpol beobachtet.

Diese Beobachtungen stellen die Forschung vor ein Rätsel. Es gibt bereits mehrere Erklärungsansätze. Zum einen könnten chemische Prozesse innerhalb Neptuns Atmosphäre eine Rolle spielen. Die aufsteigenden und teils radioaktiven Gase, können chemische Prozesse auslösen die entweder endo- oder exotherm sind, also Wärmeenergie freisetzen oder binden. Eventuell lassen sich also rasche Temperaturschwankungen auf diese Weise erklären. Zum anderen könnte auch der Sonnenzyklus eine Rolle spielen. Die Sonnenaktivität ändert sich im Laufe der Jahre und wird mal schwächer und mal stärker. Dabei hat man durch Beobachtung der Sonnenflecken einen Aktivitätszyklus von 11 Jahren festgestellt. Bei starker Sonnenaktivität erreicht mehr Strahlung die Neptunoberfläche, und kann somit für einen Temperaturanstieg sorgen. Beide Erklärungsansätze konnten aber bisher noch nicht wissenschaftlich bewiesen werden.

Fest steht, dass der Eisriese noch einige interessante Phänomene bereithält. Und so spannend es auch sein kann, mehrere Monate anhaltende Stürme oder Diamanten-Schauer vorherzusagen, bin ich doch froh, dass es auf der Erde keine 12 Jahre kontinuierliches Aprilwetter gibt.

MSc Met. Sonja Stöckle

Deutscher Wetterdienst Vorhersage- und Beratungszentrale Offenbach, den 13.04.2022