URANUS UND NEPTUN
Rätsel um Magnetfelder gelöst?
von Rainer Kayser
22. März 2004

Die vier Gasplaneten Jupiter, Saturn, Uranus und Neptun haben - so die bisherige Lehrmeinung - im Inneren einen ähnlichen Aufbau. Doch wie lässt sich dann das ungewöhnliche Magnetfeld der beiden äußeren Gasplaneten erklären? Amerikanische Astronomen glauben nun die Antwort gefunden zu haben: Uranus und Neptun sind im Inneren anders aufgebaut als vermutet.

Voyager 2-Aufnahme des Uranus: Anderer Aufbau im Inneren als vermutet? Foto: NSSDC / NASA

Seit fast zwei Jahrzehnten zerbrechen sich die Astronomen ihre Köpfe über die rätselhaften Magnetfelder der Planeten Uranus und Neptun. Nun glauben zwei amerikanische Forscher, die Lösung des Rätsels gefunden zu haben. Demnach sind die beiden fernen Planeten in ihrem Inneren anders aufgebaut als bislang vermutet. Sie besitzen im Gegensatz zu den anderen großen Gasplaneten Jupiter und Saturn nur eine dünne Schicht leitenden, metallischen Materials und erzeugen deshalb kein Dipol-, sondern ein so genanntes Quadrupolfeld mit vier magnetischen Polen.

Als die amerikanische Sonde Voyager 2 1986 den Uranus und drei Jahre später den Neptun passierte, stieß sie auf eine unerwartete Überraschung. Im Gegensatz zu den anderen Planeten im Sonnensystem ist das Magnetfeld von Uranus und Neptun nicht in etwa parallel zur Rotationsachse ausgerichtet, sondern die Feldlinien scheinen am Äquator des Planeten auszutreten. Zudem ähneln die beiden Planeten nicht einem Stabmagneten mit einem Nord- und einem Südpol, sondern sie zeigen jeweils zwei Nord- und Südpole.

Die Magnetfelder der Planeten Erde, Jupiter und Saturn werden durch einen Dynamo-Effekt erzeugt: Im Inneren der Planeten gibt es elektrisch leitende Flüssigkeiten - geschmolzenes Eisen bei der Erde, metallischen Wasserstoff bei Jupiter und Saturn. Elektrische Kreisströme in diesen Flüssigkeiten erzeugen dann das planetare Magnetfeld.

Uranus und Neptun dagegen besitzen nach den kürzlich im Fachblatt Nature veröffentlichten Berechnungen von Sabine Stanley und Jeremy Bloxham von der Harvard University in Cambridge, Massachusetts, nur eine extrem dünne Schicht leitenden Materials dicht unter ihrer Oberfläche, in dem das Magnetfeld sozusagen eingefangen wird. Dadurch, so die Forscher komme es zur seltsamen Ausrichtung des Magnetfelds und zu dem von Voyager gemessenen Quadrupol-Effekt.