Astronomen kennen einen seltsamen Wirbel am Südpol der Venus seit den 1970er Jahren, als er vom NASA-Raumschiff Pioneer Venus entdeckt wurde. Die beiden Wirbel entstehen, wenn sich ein Bereich mit niedrigem Druck am Rotationspol eines Planeten befindet. Dies führt dazu, dass sich die Luft von oben in der Atmosphäre nach unten dreht, wie Wasser, das in einen Abfluss fließt. Jeder Planet mit einer Atmosphäre, sogar die Erde, kann einen solchen Wirbel bilden. Der Wirbel der Venus ist ungewöhnlich, da er zwei Augen hat, die sich umeinander drehen.
Cassinis spektakuläres Bild des Polarwirbels des Saturn, das diesen Monat von der NASA veröffentlicht wurde, könnte Astronomen ein fehlendes Teil des Puzzles zur Funktionsweise der Atmosphäre dieses Planeten liefern. Für Planetenforscher, die die Venus studierten, war das Bild seltsamerweise vertraut.
Seit den späten 1970er Jahren kennen Wissenschaftler einen ähnlichen Polarwirbel auf dem nächsten Nachbarn der Erde. Seit sechs Monaten untersucht der Venus Express der ESA diese rätselhafte atmosphärische Struktur.
Das Raumschiff Pioneer Venus der NASA entdeckte vor über 25 Jahren den Nordpolarwirbel. Es ist vielleicht der rätselhafteste Wirbel im Sonnensystem, weil er zwei „Augen“ hat.
Als Venus Express im April 2006 in der Umlaufbahn um die Venus ankam, war es eine der obersten Prioritäten herauszufinden, ob der Südpol einen ähnlichen Doppelwirbel besaß. Es tat es.
Polare Wirbel stellen ein Schlüsselelement in der atmosphärischen Dynamik des Planeten dar, sind jedoch keine Hurrikane. "Hurrikane werden durch feuchte Luft verursacht, die in die Atmosphäre aufsteigt", sagt Pierre Drossart, Observatoire de Paris, Frankreich. Außerdem benötigen sie die Coriolis-Kraft - das Zusammenspiel zwischen der Zirkulation der Atmosphäre und der Rotation des Planeten -, um sie aufzupeitschen. Die Coriolis-Kraft ist jedoch ineffizient, um Wirbel an den Polen anzutreiben, und auf der Venus ist sie aufgrund der langsamen Rotation des Planeten ohnehin praktisch nicht vorhanden: Der Planet dreht sich nur einmal alle 243 Erdentage.
Stattdessen wird ein polarer Wirbel durch einen Bereich mit niedrigem Luftdruck erzeugt, der sich am Rotationspol eines Planeten befindet. Dies führt dazu, dass sich die Luft von oben in der Atmosphäre nach unten dreht. Polare Wirbel sind übliche Strukturen und können an den Polen jedes Planeten mit einer Atmosphäre gefunden werden, sogar auf der Erde.
Was die Venus auszeichnet, ist die doppellappige Struktur der Wirbel. "Diese Doppelstruktur ist derzeit nicht gut verstanden", sagt Drossart, Co-Principal Investigator des VIRTIS (Visible and Infrared Thermal Imaging Spectrometer) von Venus Express.
Um den Wirbel besser zu verstehen, zielen seine Instrumente jedes Mal, wenn Venus Express in Reichweite zieht, auf eine Polarregion. Das Sammeln möglichst vieler Informationen ist aufgrund der schnellen Variabilität der Wirbel von entscheidender Bedeutung. Wenn Wissenschaftler beobachten, wie sie sich verändern, können sie sehen, wie sie sich verhalten, und dies kann ihnen wichtige Hinweise auf die Art und Weise geben, wie die gesamte Atmosphäre zirkuliert.
Gleichzeitig werden von Cassini weiterhin Daten zum Saturn-Polarwirbel gesammelt. Neben seiner Arbeit mit Venus Express ist Drossart auch Teil des Teams, das das Visual Infrared Mapping Spectrometer (VIMS) auf Cassini steuert.
Das VIMS-Team wird mit seinem Instrument in das Herz des Polarwirbels des Saturn blicken. Durch die Verwendung von Infrarotwellenlängen können sie durch die Wolken sehen, die normalerweise die Sicht blockieren. „Wir werden mehr als 100 Kilometer unter die sichtbaren Wolkendecken sehen“, sagt Drossart.
Mit solchen Beobachtungen können die Wissenschaftler ein Bild der dreidimensionalen Struktur jedes polaren Wirbels erstellen. Mit diesen können sie die Wirbel auf der Venus detailliert mit denen auf dem Saturn und anderen Welten vergleichen. Die Ähnlichkeiten und Unterschiede zwischen den polaren Wirbeln sollten dann wichtige Hinweise auf die Unterschiede zwischen den verschiedenen Planetenatmosphären geben, die Planetenwissenschaftler in unserem gesamten Sonnensystem sehen.
Solche Studien werden als vergleichende Planetologie bezeichnet. Indem wir erdähnliche Phänomene auf anderen Planeten untersuchen, können wir die Erde besser verstehen.
Originalquelle: ESA-Pressemitteilung
