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Sonnensystem: Jahreszeiten auf dem Neptun

Neptun, weit draußen am Rand unseres Sonnensystems, verdient die Beschreibung »Eisriese«. Nun wird der Planet insgesamt sogar kühler – im Frühsommer. Die Ursache ist unklar.

Der hellblaue Eisriese Neptun im äußeren Sonnensystem hat wie die Erde ausgeprägte Jahreszeiten: Wie unser Planet rotiert er um eine gekippte Drehachse, während er die Sonne in 165 Jahren einmal umkreist – weshalb seine Planetenhälften Sonnenstrahlen mal mehr, mal weniger steil abbekommen. Im Sommer auf dem Neptun wird die Atmosphäre daher wärmer als im Winter. Die Jahreszeiten wechseln langsam und dauern rund 41 Erdjahre. Aber auch auf Neptun gibt es innerhalb einer Saison deutliche Temperaturschwankungen, wie ein Team von Forschenden nun nach genauen Messungen im Fachmagazin »Planetary Science Journal« zusammenfasst.

Das Team hatte Beobachtungsdaten des Neptuns im infraroten Wellenlängenbereich ausgewertet, die in den vergangenen zwei Jahrzehnten von unterschiedlichen Instrumenten gesammelt worden sind, unter anderem vom Very Large Telescope der ESO, verschiedenen Teleskopen auf Hawaii und dem Spitzer-Weltraumteleskop. Dabei zeigte sich, dass sich die obere Atmosphäre des Neptuns seit 2003 über rund 15 Erdjahre hinweg erkennbar abgekühlt hat – um gut acht Grad Celsius. Das war unerwartet, so Teammitglied Michael Roman von der University of Leicester in einer Pressemeldung: Die Messdaten waren über den Frühsommer der Neptun-Südhemisphäre hinweg gesammelt worden, in dem die Stratosphäre des Eisriesen eigentlich eher wärmer hätte werden sollen.

Neben dem unerwarteten langfristigen Trend fallen zudem signifikante, kurzfristige Schwankungen in der Temperatur auf. Etwa am Neptun-Südpol, wo die oberste Atmosphäre zwischen 2018 und 2020 gegen den Trend um rund elf Grad wärmer wurde. Zwar war lange bekannt, dass es am Südpol des Eisriesen wärmer ist, einen solchen Temperatursprung hatten Neptun-Forscher bislang noch nie beobachtet. Die Ursache ist rätselhaft. Womöglich habe sich die chemische Zusammensetzung der Stratosphäre verändert, sagt Roman, so dass sie lokal mehr Wärme abstrahlen kann.

Denkbar wäre aber auch, dass der Aktivitätszyklus der Sonne eine Rolle spielt. Womöglich entstehen im Zuge stärkerer oder schwächerer Sonnenaktivität mehr oder weniger helle Wolken in der Atmosphäre des blauen Eisriesen, was dann die Temperatur der Stratosphäre verändern könnte. Dieser Zusammenhang muss aber durch weitere Beobachtungen erst bestätigt werden, sagen die Forscher. Hilfreich sollten dabei die Instrumente des frisch in Dienst gestellten James-Webb-Weltraumteleskops sein, das sich im Lauf des Jahres 2022 auf die Planeten Neptun und Uranus richten soll. Zudem hoffen die Sonnensystemforscher weiter darauf, dass in näherer Zukunft wieder einmal eine Sonde zu den Eisriesen am Rand des Sonnensystems aufbricht.

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