Saturn - leider nur „blickweise“

#1
Bei Saturn stellt sich in dieser Saison für mich eher die Frage, ob ich ihn überhaupt erwische, als das Bemühen um eine vorzeigbare Aufnahmequalität. So kann ich mich jetzt immerhin darüber freuen, den Planeten erstmals wenigstens „blickweise“ gesehen zu haben. Die Begleitumstände waren wegen seiner niedrigen Höhe für mich etwas umständlicher als gewohnt, was sich aber auf der anderen Seite auch als durchaus „lehrreich“ herausstellten sollte.

Von meinem Standort auf unserer nach Westen geöffneten Dachterrasse wird nämlich der Blick auf den Planeten durch eine Dachkante im Süden behindert, so dass ich das Teleskop an der nördlichen Dachkante der Terrasse aufbauen musste. Dort aber gibt es keine freie Sicht zum Polarstern. Die Polachsenausrichtung war also an dieser Stelle nicht in der gewohnten Weise möglich. Das wiederum hat mich veranlasst, Saturn selbst unter Verwendung der aus den Tabellen bekannten Werte für Deklination und Kulminationszeit zur azimutalen Ausrichtung der Montierung heranzuziehen. Das funktionierte erstaunlich gut, so dass ich zukünftig von dieser Technik gewiss öfter Gebrauch machen werde, bei Saturn (und Vollmond) bleibt mir ja im Moment ohnehin keine andere Wahl.

Das nächste Hindernis waren diesmal die atmosphärischen Sichtbedingungen. Mit bloßem Auge erschien der Planet zwar ruhig, aber auf dem Monitor war das Bild die meiste Zeit über stark gestört, bis auf einige kurze Augenblicke, in denen sich ein erstaunlich klares Bild zeigte. Der Verlauf der Videoqualität über einen Zeitraum von zwei Minuten, das war hier während der Aufnahme mit Rotfilter, kommt sehr schön in dem von AutoStakkert generierten Qualitätsdiagramm zum Ausdruck.



Wenngleich ich es beim direkten Anblick nicht unmittelbar wahrnehmen konnte, deutet der Verlauf für mich darauf hin, dass in der Beobachtungsrichtung Wolken- oder zumindest „Turbulenz“-Schleier durchgezogen sein müssen. Dass das Seeing in größeren Höhen durchaus akzeptabel war, zeigt das mit den aus obigem Diagramm ersichtlichen Einstellungen von AutoStakkert gelieferte Summenbild:



Trotz starken Rauschens, wegen der geringen Anzahl von Bildern im Stack, sind hier zwei Merkmale erkennbar, die nach meiner Erfahrung am Saturn auf überdurchschnittlich gute Sichtbedingungen hinweisen: (1) die Sichtbarkeit von klar abgegrenzten Grau-Abstufungen auf dem B-Ring und (2) die zumindest andeutungsweise Abzeichnung der bekannten Sechseckstruktur im Bereich der nördlichen Polkappe.

Während diese Aufnahme für mich eher dokumentarischen Wert hat, hoffe ich, hier am Standort doch noch weitere Aufnahmegelegenheiten zu bekommen, bevor sich der Planet für diese Saison wieder verabschiedet.

Gruß, Jan
 
#2
Hallo Jan,
das Bild dokumentiert gut die Cassini-Teilung, die Helligkeitsunterschiede der Ringe und den Planetenschatten, der immer größer wird. Es wäre schade, wenn Du solche Bilder nicht probierst. Das Bild zeigt Schattierungen der Saturnwolken, aber von einer Sechseckstruktur kann man m.E. nicht sprechen.
 
#3
Zitat von moos:
... aber von einer Sechseckstruktur kann man m.E. nicht sprechen.
Hallo Carsten,

Dank Dir für Deinen Kommentar! - Zugegebenermaßen ist die eckige Struktur in der Polregion nicht sehr auffällig, etwas deutlicher tritt sie vielleicht in diesem vergrößerten und kontrastverstärkten Bildausschnitt in Erscheinung.



In der vergangenen Saturnsaison war mir die Existenz dieser Sechseckstruktur zunächst noch gar nicht bewusst. In meiner damaligen Aufnahme war mir zunächst nur aufgefallen, dass die Polkappe "unrund" ist, und ich hatte schon vermutet, dass es sich um ein Bearbeitungsartefakt handelt.

Auch die genannten Grauabstufungen innerhalb (!) des B-Rings kommen in dem kontrastverstärkten Bildausschnitt deutlicher zum Ausdruck. Beide Merkmale hatte ich ja zuvor als Kriterium für gutes Seeing angeführt und war erfreut zu sehen, dass sich derart gute Bedingungen auch im Rahmen weitgehend unbrauchbarer Videoaufzeichnungen zumindest augenblicksweise auffinden lassen. Die genannten Merkmale sind ja immerhin erkennbar, auch wenn sie hier durch das Bildrauschen einigermaßen verschleiert werden.

Gruß, Jan
 
#4
Hallo Jan,

der Quality Graph sieht ja wirklich böse aus. Aber du zeigst uns, dass es sich auch lohnt, solche Aufnahmen nach Informationen zu durchsuchen.
Ich drücke dir die Daumen, dass doch noch Glück mit Saturn hast.
Bzgl. Einnorden per Deklination und Kulminationszeit, gibt es da vielleicht einen Link, wo das beschrieben wird? Wäre für mich auch sehr interessant, da mein Balkon nach Süden ausgerichtet ist und ich keinen Polarstern sehen.

cs

Werner
 
#5
Hallo Werner,

Dank Dir erstmal für Deine freundliche Rückmeldung!

Zitat von prokyon:
Bzgl. Einnorden per Deklination und Kulminationszeit, gibt es da vielleicht einen Link, wo das beschrieben wird?
Da kenne ich keinen Link, habe diese Methode aber vor Jahren schon angewendet, solange ich nämlich ich noch keine Montierung mit Polsucher hatte.

Die Justierung geht so: Du richtest die Polachse Deiner Montierung zunächst grob aus, z.B. an einer Linie in Nord-Süd-Richtung am Boden Deines Balkons, dann notierst Du Dir aus einer Tabelle die gegenwärtige Deklination und die auf Deinen Standort zutreffende Kulminationszeit eines hellen Objekts (Stern oder Planet) in der von Dir besuchten Himmelsgegend. Die Kulminationszeit für Sterne ergibt sich aus der augenblicklichen Sternzeit (Tabelle) und der Rektaszension des Sterns.

Bei Südausrichtung der Teleskopachse stellst Du mittels des Deklinations-Teilkreises Deiner Montierung die Kulminationshöhe des Objekts ein, diese ergibt sich aus der Höhe des Himmelsäquators im Süden zuzüglich der notierten Deklination. Mittels der Stundenskala stellst Du dann von Süden ausgehend die Differenz zwischen der augenblicklichen Zeit und der notierten Kulminationszeit des Objekts ein.

Nun gibt es nur noch eine weitere unabhängige Verstellmöglichkeit, nämlich die um die vertikale Achse. Du drehst also im letzten Schritt die ganze Montierung um ihre zentrale Befestigungsschraube, bis sich das Objekt in der Mitte des Gesichtsfelds Deines Okulars befindet. Damit erreichst Du dann die Feinausrichtung Deiner Montierung in Nord-Süd-Richtung.

Möglicherweise klappt es nicht auf Anhieb, aber man gewöhnt sich später schnell an diese Einstellmethode. Viel Glück und Erfolg dabei!

Gruß, Jan
 
#6
Hallo Jan,

die Aufnahme gefällt mir sehr gut, trotzt des rauschens.
Und ja, ich sehe in der Polarregion auch deutlich die unförmigkeit. Das auch schon in Deiner original Aufnahme.

Neuere Montierungen können zum Glück schon Polar Alignment ohne Polarstern. Ich mach das eigentlich nur noch mittels dieser Funktion, auch mit Sicht auf den Polar Stern :)

Gruß Jens
 
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#7
Zitat von Haramir:
ich sehe in der Polarregion auch deutlich die unförmigkeit. Das auch schon in Deiner original Aufnahme.
Hallo Jens,

Dank Dir für den zustimmenden Kommentar! Manche Betrachter haben wohl in der Tat Schwierigkeiten, die polygonale Struktur wahrzunehmen, darum hier nochmal ein Versuch mit dem invertierten Bild im animierten Wechsel:



Zitat von Haramir:
Neuere Montierungen können zum Glück schon Polar Alignment ohne Polarstern.
Da muss man dann vermutlich aber eine GoTo-Steuerung haben? Ich arbeite noch mit Handbetrieb, und da macht es mir Spass, die Regeln der Himmelsmechanik zu benutzen, auf welche sich vermutlich auch die GoTo-Steuerung stützt.

Bei dieser Gelegenheit noch eine Klarstellung zu meinem o.a. Polausrichtungsrezept:
Zitat von Jan_Fremerey:
Damit ist natürlich die Kulminations-Höhe des Himmelsäquators im Süden gemeint, das ist in Zahlen einfach 90° abzüglich der geografischen Breite des Aufnahmeorts.

Gruß, Jan
 
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#8
Hallo Jan,
jetzt doch mal zeigen...
Schon seltsam, das R-Hexagon kommt bei mir gar nicht so stark zum Vorschein. Ich habe mal einen R-Sequenz rausgesucht und nachgeschärft. Ich meine nicht, das es sich so stark abhebt.



Schon interessant, was Dein sehr verrauschtes Bild da so zeigt, denn bei Dir grenzt es sich regelrecht vom "Hintergrund" ab. Das habe ich so bisher nicht gesehen. Man erkennt jedoch auch am hinteren Saturnring, das er sich regelrecht "transparent" über die Polarregion legt. Das kann auch tatsächlich ein Bearbeitungsartefakt sein, ich bin mir da natürlich nicht sicher. Aber dennoch schwierig zu sagen, ob das Bild so Aussagekraft hat.

Denn meiner Meinung nach gibt es nur die zentrale, deutlich hexagonale Struktur, die besonders im IR Bereich sehr gut hervortritt.



Den Kontrast habe ich mal sehr stark angehoben und das Bild etwas vergrößert. Aber das IR Hexagon ist schon prägnant.

LG
Eberhard
 
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#9
Zitat von astro_ebi:
Man erkennt jedoch auch am hinteren Saturnring, das er sich regelrecht "transparent" über die Polarregion legt.
Hallo Eberhard,

das liegt vermutlich daran, dass ich die Kontrastverstärkung am fertigen JPG-Bild vorgenommen hatte, da stehen ja nur 8 Bit bzw. 255 Abstufungen zum Spreizen der Grauskala bereit. Hier ist jetzt nochmal ein animierter Ausschnitt von dem bereits im 16-Bit-Raum nachbearbeiteten Ausgangsbild.



Den Größenunterschied der sich abzeichnenden polygonalen Grezlinien bei R und IR kannst Du auch schön in der aktuellen Bilderserie von Werner - "prokyon" - erkennen, noch besser, wenn Du diese einer geeigneten Kontrastanhebung unterziehst.

Dass die Polygonstruktur sich im übrigen auf einen viel größeren Bereich erstreckt, als er im IR zu sehen ist, vielleicht weiter außerhalb nicht so klar ausgeprägt als Sechseck, das zeigt sich recht gut in dem oben verlinkten NASA-Video.

Wenn die polygonale Struktur in Deiner R-Aufnahme nicht so deutlich zum Ausdruck kommt, dann mag das gewiss auch daran liegen, dass Du zu einem anderen Zeitpunkt aufgenommen hast. Wie das NASA-Video zeigt, ist die polygonale Ausprägung in den weiter außen liegenden Zonen starken zeitlichen Schwankungen unterworfen.

Was mir jedenfalls interessant erscheint, ist die Tatsache, dass sich das scharf abgegrenzte Sechseck nur im IR so dunkel von der Umgebung abhebt. Das deutet offenbar auf besonders niedrige Temperaturen innerhalb des Sechsecks hin.

Gruß, Jan
 
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#10
Hallo Jan,
jetzt sieht man es wirklich sehr gut. Das Sturmgebiet ist enormen Formveränderungen unterzogen. Das hatte ich nie so ausgeprägt gesehen und vor allem beachtet.
Danke für die gelungene Dokumentation!
LG
Eberhard
 
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#11
Hallo Eberhard,

faszinierend finde ich ja auch, dass man dieses Sturmgebiet praktisch erst seit der vorausgegangenen Saturnsaison von der Erde aus unmittelbar beobachten kann. Zuvor war ja die nördliche Polregion des Planeten über einen Zeitraum von rund 15 Jahren von uns abgewandt, und vor dieser Zeit hatten wir hier - zumindest im Amateurbereich - noch keine adäquaten Beobachtungsmittel zur Verfügung. Entdeckt wurde das Sturmgebiet offenbar überhaupt erst durch die NASA-Sonde Voyager-1!

Gruß, Jan
 
#12
Hallo Jan,

die Entdeckung war dann auch erst im Jahr 1980. Was würden wir heute Rätzeln, wenn die NASA ihre Sonden nicht gehabt hätten! ;)
Es ist jedenfalls nach dem Saturnsturm 2011 mal wieder ein interessantes Objekt für uns Amateure.

LG
Eberhard
 
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#13
Zitat von astro_ebi:
Was würden wir heute Rätzeln, wenn die NASA ihre Sonden nicht gehabt hätten! ;)
Hallo Eberhard,

gerade heute erhielt ich von einem befreundeten Physiker diesen Link zu einem aktuellen Artikel über die unterschiedliche und wechselhafte Ausprägung der Jetstreams in den Polarzonen unserer Erde. Vor diesem Hintergrund betrachte ich die polygonale Wetterstruktur auf der Nordkappe des Planeten Saturn als ein durchaus erklärbares Phänomen. Vermutlich ist darüber an anderer Stelle auch schon in diesem Sinne berichtet worden.

Gruß, Jan
 
#14
Hallo Jan,

danke für den Link.
Es wird ja noch gerätselt, wie das Hexagon entstanden ist, woher es seine Energie bezieht und wie es vor allem über jahrzehnte diese Form behalten konnte.
Ich denke nicht, das man Stürme und die Gegebenheiten auf der Erde mit diesem Phänomen vergleichen kann, denn auf der Erde sind sie sicherlich viel komplizierter. Auf dem Gasplaneten Saturn gibt es ja keine festen Landmassen oder Ozeane wie auf der Erde.
Aber das Thema ist schon faszinierend.

LG
Eberhard
 
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#15
Hallo Eberhard,

schön, dass Du auf den Hinweis noch kurz antwortest.

Zitat von astro_ebi:
Auf dem Gasplaneten Saturn gibt es ja keine festen Landmassen oder Ozeane wie auf der Erde ...
... aber riesige bewegliche Gasmassen mit ausgeprägtem Temperaturgefälle vom Äquator zu den Polen und eine schnelle Rotation mit entsprechenden "Coriolis"-Kräften aufgrund der sehr unterschiedlichen Tangentialgeschwindigkeiten in den polaren und äquatorialen Breiten.

Ich halte es für möglich, dass die Sechseckstruktur - anders als die Jetstream-Mäander auf der Erde - gerade auch deshalb so regelmäßig und stabil herauskommt, weil es auf dem Gasplaneten offenbar keine unregelmäßig angeordneten Untergrundstrukturen gibt wie auf der Erde. Das Sechseck kann kann ich mir als einen schwach ausgeprägten Mäander vorstellen, bzw. als eine "stehende Welle" in Umfangsrichtung.

Gruß, Jan
 
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#16
Hallo Jan,

ich meine mit den Corioliskräften liegst du gar nicht so falsch. Es sind Gegenkräfte in den Sturmgebieten des Gasplaneten, die eine anderen Drehrichtung und Geschwindigkeit haben, als der gigantische Sturmkern. Das lösst dann nahezu symmetrische Wellenbewegung aus, die am Rand als Hexagon definiert sind.

Hier eine grafische Erklärung dieses einfachen wie genialen Phänomens:



Der gesamte Saturn ist ohnehin die schönste Laune der Natur! Das bestätigt er mir einmal mehr.

Ich suche noch nach weiteren Informationen zu diesem interessanten Thema.

LG
Eberhard
 
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#17
Hallo Eberhard,

Dank Dir für diese schöne Grafik und damit den Hinweis auf John Stuart Reid, über dessen faszinierende Klangstudien man viel im Internet erfahren kann. Das Sechseck ist demnach offenbar nichts anderes als eine Klangfigur.

Der ganze Mechanismus erinnert mich spontan an die Klänge, die entstehen, wenn man mit einem feuchten Finger am Rand eines dünnwandigen Weinglases entlang streicht. Am Saturn streicht ja die Anziehungskraft der Sonne entlang mit einer Umlaufzeit, die der halben (?) Rotationsperiode des Planeten entspricht (Gezeitenkraft). Das ist jetzt meine sachlich ungeprüfte Erklärung für den Ursprung dieser in der Grafik als "eruptive event" bezeichneten Anregungsquelle eines "low frequency sounds".

Gruß, Jan
 
#18
Hallo Jan,

die Klangfigur ist nicht so ganz überzeugend, doch die Darstellungsart des polaren Sturms ist für mich zunächst vollkommen OK.

Sein Prinzip baut auf "Autooszillation" und ist als solche dann doch wieder eine dissipative (zerstreute) Struktur. Damit keine räumliche, sondern für ihn eine rein zeitliche Struktur. Die dazu notwendige, nichtlineare Dynamik wird von John Stuart Reid aber leider nicht näher erklärt.

So etwas kennt die Physik beispielsweise bei der Pendeluhr, dort wird stetig höherwertige Energie in Wärme dissipiert (lat. für „Zerstreuung“), nämlich die Lageenergie der aufgezogenen Senkgewichte in Wärme und die notwendige nichtlineare Dynamik kommt dabei durch die Rückkopplung vom Pendel zum Anker zustande.
Man erkennte es auf den IR Aufnahmen von Cassini. Denn die Atmosphäre des Saturn ist zunächst von mächtigen, kreisförmige Wellen und konvektive Zellen dominiert. Am Nordpol ist das extremen Zyklen unterworfen, wo kalte und warme Schichten die besondere Dynamik dieser Prozesse ausmacht.



Vielleicht ist es gerade damit sogar der letzte Ort, wo man so etwas erwarten würden. Eine solche sechseckige, geometrische Figur dann zu sehen ist schon faszinierend; es wurde jedenfalls noch nie auf einem anderen Planeten gesehen.

Ich denke aber, da wird es sicherlich noch andere Theorien geben, um physikalisch zu erklären, was da passiert.

LG
Eberhard
 
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#19
Zitat von astro_ebi:
... es wurde jedenfalls noch nie auf einem anderen Planeten gesehen.
Hallo Eberhard,

ich kann mir vorstellen, dass die Mäanderform des atmosphärischen Jetstreams auf unserer Nordhalbkugel einen ähnlichen Ursprung hat wie der Sechseckwirbel auf Saturn. Die beiden Phänomene werden ja auch in dem oben zitierten Artikel in Verbindung gebracht.

Eckenanzahl und Ausprägungsform von "Klangfiguren" auf Kugeloberflächen hängen ja stark von den elastischen Bedingungen des angeregten Körpers ab sowie von der Beschaffenheit der Anregungsspektren. In einer Reihe von möglichen Klangfiguren auf Wassertopfen findet man unter diesem Link (im unteren Drittel des Dokuments) u.a. die Sechseckform.

Wenn die Elastizitäts- und Anregungsbedingungen nicht aufeinander abgestimmt sind, kommen keine oder nur schwach ausgeprägte Resonanzerscheinungen (Klangfiguren) zustande. Das wird der am häufigsten anzutreffende Fall sein. Auf der Nordhalbkugel des Saturn scheinen die Resonanzbedingungen gerade zu passen.

Gruß, Jan
 
#20
Hallo Jan,

die Theorie basiert auf dem Unterschied der Rotationsgeschwindigkeiten des “Planeten” und der des “Jetstreams”. Mich würde jedoch dabei interessieren woher die enorme Energie des "Jetstreams" kommt.

LG
Eberhard



 
#21
Zitat von astro_ebi:
Mich würde jedoch dabei interessieren woher die enorme Energie des "Jetstreams" kommt.
Hallo Eberhard,

bei Resonanzerscheinungen mit stehenden Wellen ist die Energie immer ungleichmäßig verteilt. Sie ist im wesentlichen an Orten mit hoher lokaler Amplitude konzentriert und entsprechend verdünnt in der weiteren Umgebung solcher Orte. Schaumkämme entstehen auf dem Meer bei stürmischem Wetter auch nur entlang bestimmter Linien. Auf das Gesamtvolumen des Wettergeschehens der Nordhalbkugel bezogen ist die im Jetstream steckende Energie vermutlich eher unscheinbar.

Gruß, Jan
 

Neustes Astronomie Foto

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