De foto toont onder andere de zelden geziene zuidpool van de planeet, die verrassend blauw kleurt.

Ruimtetelescoop Hubble heeft een prachtig plaatje afgeleverd van gasreus Saturnus. De foto is hieronder te aanschouwen. Je vraagt je misschien af waarom dat nog steeds bijzonder is, want weten we ondertussen niet hoe Saturnus eruitziet? Dat klopt deels, maar toch is er nog zoveel dat we niet over deze bijzondere planeet weten. En ook dit kiekje levert weer nieuwe inzichten op.

Foto
Sinds ruimtesonde Cassini in 1997 werd gelanceerd en in 2004 bij Saturnus aankwam, zijn we regelmatig getrakteerd op fraaie plaatjes van de zesde planeet in ons zonnestelsel. Daar kwam echter in 2017 een einde aan, toen de brandstof van de sonde op begon te raken en zich, zoals gepland, in de atmosfeer van de gasreus boorde. Het betekende dat we het – in ieder geval de komende jaren – zonder close-upbeelden van dit mooie systeem doen. Maar gelukkig hebben we de machtige ruimtetelescoop Hubble nog. En die houdt Saturnus zo af en toe – weliswaar van veel grotere afstand dan Cassini – in de gaten. Het resulteert onder meer in dit nieuwe kiekje dat begin juli werd vervaardigd en NASA onlangs vrijgaf.


Nieuw vervaardigde afbeelding van Saturnus. Twee van de ijskoude manen van Saturnus zijn duidelijk zichtbaar: Mimas rechts en Enceladus onderaan. Afbeelding: NASA, ESA, A. Simon (Goddard Space Flight Center), M.H. Wong (University of California, Berkeley), and the OPAL Team

Op de foto is de weelderige en gigantische planeet te zien die zich op het moment van de foto op een afstand van zo’n 1,35 miljard kilometer van de aarde bevond (ter vergelijking, dat is 30.000 keer de aarde rond). Hubble fotografeerde de gasreus tijdens de zomer op het noordelijk halfrond. “De afbeelding is eigenlijk een samengesteld beeld van drie verschillende foto’s elk in een violet (395 nanometer), groen (502 nanometer) en rood (631 nanometer) filter,” vertelt onderzoeker Amy Simon aan Scientias.nl. “We gebruiken altijd filters om specifieke golflengten van licht te verkrijgen, gekozen op basis van wat we bestuderen. Om een kleurenafbeelding te maken, moeten we ze combineren om de ware kleur te benaderen. Daarom zijn de kleuren wat overdrevener dat wat je met je eigen ogen zou zien.”

Belangrijk
Volgens de onderzoeker is het verkrijgen van nieuwe foto’s van Saturnus heel belangrijk voor ons begrip over de planeet. “Een aantal jaar geleden realiseerden we ons dat het moeilijk was om de atmosfeer van sommige planeten in ons zonnestelsel goed te begrijpen en te modelleren, omdat we deze nog maar zo kort hadden bestudeerd,” vertelt Simon. “Af en toe werpt Hubble een blik en ruimtemissies zoals die met Cassini zijn zeldzaam. Daarom hebben we een project op poten gezet waarin we elk jaar afbeeldingen van planeten met Hubble vervaardigen. Op die manier willen we gaan begrijpen hoe hun wolken, wind en weer in de loop van de tijd veranderen. Omdat destijds Cassini nog in bedrijf was, begonnen we pas in 2018 Saturnus met Hubble te observeren. Cassini bracht destijds de seizoensveranderingen van de gasreus aan het licht. En daar borduren we nu op voort. Door de planeet langer te observeren, kunnen we alle ontdekte eigenschappen en hoe deze de atmosfeer veranderen, beginnen te ontwarren.”

“Door de planeet langer te observeren, kunnen we alle ontdekte eigenschappen en hoe deze de atmosfeer veranderen, beginnen te ontwarren”

Wolkenbanden
Hubble legde een aantal kleine atmosferische stormen die op Saturnus woeden vast. “Dit zijn heldere plekken, eentje zit er bijvoorbeeld net boven het midden van de afbeelding,” zegt Simon. De stormen die over de planeet razen lijken elk jaar te komen en weer te gaan. Daarnaast vertoont de atmosfeer van Saturnus gezien vanuit de ruimte een patroon van strepen of banden die overeenkomen met die van buurplaneet Jupiter. Het verschil is echter dat de banden van Saturnus vager zijn en rond de evenaar veel breder. Voornamelijk de banden op het noordelijk halfrond springen er op de foto uit, die trouwens van jaar tot jaar enigszins van kleur veranderen. “Je kunt zien dat de randen van de wolkenbanden soms golvend zijn, doordat de straalstromen iets meanderen,” legt Simon uit. “ Ook bevindt zich op de noordpool de hexagoon van Saturnus (een zeshoekig wolkenpatroon met in het centrum een harde storm, red.) al hoewel deze op de foto wat lastiger te zien is.” De atmosfeer van de geringde planeet bestaat voornamelijk uit waterstof, helium en sporen van ammoniak, methaan, waterdamp en koolwaterstoffen. Deze geven de planeet de geelbruine kleur.


Kleurrijk
Uit de nieuw vervaardigde afbeelding blijkt wel hoe kleurrijk Saturnus is. Hubble fotografeerde bijvoorbeeld een lichte, roodachtige waas over het noordelijk halfrond. “Dit komt mogelijk door een toename van nevel en aerosolen, omdat zonlicht een wisselwerking aangaat met de atmosfeer,” legt Simon uit. Daarnaast vertoont het kleine zichtbare gedeelte van de zuidpool van de planeet een blauwe tint, die de veranderingen op het winterse halfrond van Saturnus weerspiegelt. “Die blauwe kleur was voor mij een leuke verrassing,” zegt Simon. “Toen Cassini in 2004 bij Saturnus aankwam, was juist de noordpool blauw en werd deze geleidelijk aan geler naarmate de seizoenen veranderden. Maar op de nieuwe foto is het op de zuidpool winter. Dat hebben we de afgelopen twee jaar met waarnemingen van Hubble niet gezien, omdat de ringen ons zicht op de zuidpool blokkeerden. We weten nog steeds niet helemaal zeker wat die lichtblauwe verkleuring veroorzaakt. Het kan een verandering zijn in de hoeveelheid door het zonlicht geproduceerde aerosolen, of het kan te wijten zijn aan veranderingen in temperatuur en circulatie.”

Seizoenen op Saturnus
Ook Saturnus is onderhevig aan seizoenen. De gasreus heeft een kanteling van 27 graden ten opzichte van de zon. Deze kanteling is vergelijkbaar met die van de aarde, die ongeveer een helling heeft van 23 graden ten opzichte van de zon. Deze kanteling veroorzaakt de seizoenen: op het halfrond dat naar de zon toe gekanteld is, is het zomer. Op Saturnus duren de seizoenen echter een stuk langer dan op aarde. De planeet heeft namelijk zo’n 28 jaar nodig om een rondje rond de zon te voltooien. Dit betekent dat elk seizoen ongeveer zeven aardse jaren duurt. Tegelijkertijd draait Saturnus ook nog eens in een licht gekantelde baan rond de zon (de aarde niet) wat ook weer invloed heeft op de hoeveelheid zonlicht die een halfrond ontvangt. Bovendien werpen de ringen – hoewel die er licht en luchtig uitzien – ook nog eens een schaduw op de planeet. Al deze eigenschappen samen kunnen van invloed zijn op de atmosfeer.

De foto werpt ook een nieuwe blik op de ringen van Saturnus, die nogal aan discussie onderhevig zijn. “We zien lichte kleurvariaties in de ringen,” zegt Simon. “We denken dat sommige ringen meer stof herbergen, ook al bestaan ze grotendeels uit stukjes waterijs. Het zal interessant zijn om die in de loop van de tijd beter te bekijken en te vergelijken met eerder vervaardigde afbeeldingen van Cassini.” Wat we weten is dat de ringen uit stukjes ijs bestaan, variërend van hele kleine korreltjes tot gigantische rotsbrokken. Hoe en wanneer deze ringen zijn gevormd, blijft één van de grootste mysteries in ons zonnestelsel. De algemeen aanvaarde theorie over de leeftijd van de ringen van Saturnus is dat deze zo’n 4,5 miljard jaar geleden, in de jonge jaren van ons zonnestelsel, zijn ontstaan. Begin 2019 veegden onderzoekers dit echter van tafel en betoogden dat de ringen veel jonger waren dan gedacht. Het argument was dat de ringen veel te wit en te helder waren en eigenlijk te ‘schoon’ oogden. Als de ringen al veel ouder waren, zouden ze door botsingen met meteoroïden veel viezer moeten zijn geweest. Het zou betekenen dat de ringen van Saturnus slechts enkele tientallen miljoenen jaren geleden zijn gevormd, rond de tijd dat dinosaurussen over de aarde zwierven. Maar het kan ook zo zijn dat de ringen er eigenlijk veel jonger uitzien dan dat ze daadwerkelijk zijn. Onderzoekers zijn er dan ook nog niet uit. Toekomstig onderzoek zal hopelijk meer inzicht verschaffen.

Duidelijkheid
De onderzoekers hopen door meer onderzoek te doen, Saturnus steeds een beetje beter te leren kennen. “Door meer gegevens te verzamelen hopen we bijvoorbeeld te gaan begrijpen hoe verschillende straalstromen en wolkenbanden over tijd veranderen,” vertelt Simon desgevraagd. “De evenaar is de afgelopen jaren zelfs veel helderder en witter geworden.” Toch is het nog niet zo gemakkelijk om hier meer duidelijkheid in te krijgen. “Vanwege de kanteling van Saturnus verandert ons zicht op de planeet constant. De ringen blokkeren bijvoorbeeld ons zicht op verschillende delen, ongeacht de seizoenen. Dit alles maakt het buitengewoon uitdagend om de atmosfeer goed te bestuderen. Saturnus zal echter op korte termijn weer draaien, waardoor we in 2025 en 2026 het beste uitzicht op de ringen zullen hebben. Bovendien hebben we momenteel verschillende studies lopen om meer inzicht te krijgen in alle fascinerende details.”

Bovendien kijkt de onderzoeker uit naar een volgende missie naar Saturnus en zijn manen. “Er zijn nog veel mysteries die een missie vereisen om er grip op te krijgen,” zegt ze. “De eerste betreft de oorsprong van de planeet en of Saturnus zich bijvoorbeeld tegelijkertijd met Jupiter heeft gevormd. Dit vereist directe metingen van de samenstelling van de atmosfeer. Daarnaast heeft Saturnus natuurlijk een aantal fascinerende manen, zoals Titan en Enceladus. We willen bijvoorbeeld de mogelijkheid van een ondergrondse oceaan op Enceladus bestuderen. En daarvoor moet je wel heel dicht bij het oppervlak zien te komen.” Hoewel een nieuwe missie naar Saturnus zelf en maantje Enceladus mogelijk nog even op zich laten wachten, ligt er wel een missie naar Titan in het verschiet. NASA is namelijk van plan om de unieke en rijkelijk organische wereld Titan in 2026 een bezoekje te brengen. En wel met een heuse drone, die Dragonfly is genoemd. De drone zal naar verwachting pas in 2034 bij de maan arriveren. De bedoeling is dat Dragonfly meerdere veelbelovende locaties op Titan langsgaat en zoekt naar prebiotische chemische processen. Ook de atmosfeer van Titan zal onder de loep genomen worden, evenals ondergrondse oceaan en meren. Het belooft dan ook een buitengewoon interessante missie te worden, die ons tevens veel kan leren over de oorsprong van het leven zelf. Ondertussen gaat ook onderzoek naar Saturnus door. Want ook over deze gasreus valt nog genoeg te ontdekken.