Originalveröffentlichung am 25.03.2026 zu finden unter: https://science.nasa.gov/mission/webb/latestnews/

Zusammenfassung: Beobachtungen im Infraroten und Sichtbaren zeigen Schichten und Stürme in der Atmosphäre des Ringplaneten

Seit Jahrhunderten hat der Saturn Himmelsbeobachter fasziniert – von den ersten, mit Teleskopen gewonnenen flüchtigen Eindrücken seiner seltsamen „Ohren“ im 17. Jahrhundert bis hin zu den detaillierten Aufnahmen von Raumsonden der heutigen Zeit. Nun setzen zwei der leistungsstärksten Observatorien der NASA – das James-Webb-Weltraumteleskop und das Hubble-Weltraumteleskop – diese Tradition fort. Durch die Beobachtung des Ringplaneten in unterschiedlichen Wellenlängen liefern die Teleskope neue Erkenntnisse über diesen Gasriesen.

Das James-Webb-Weltraumteleskop und das Hubble-Weltraumteleskop der NASA haben gemeinsam neue Aufnahmen vom Saturn gemacht, die den Planeten auf auffallend unterschiedliche Weise zeigen. Durch Beobachtungen in sich ergänzenden Wellenlängen liefern die beiden Weltraumobservatorien den Wissenschaftlern ein umfassenderes und vielschichtigeres Verständnis der Atmosphäre des Gasriesen.

Beide Teleskope erfassen das Sonnenlicht, das von den gebänderten Wolken und dem Dunst des Saturn reflektiert wird, doch während Hubble subtile Farbunterschiede auf dem gesamten Planeten sichtbar macht, erfaßt Webb’s Infrarotaufnahme Wolken und chemische Verbindungen in vielen verschiedenen Schichten der Atmosphäre – von den tiefen Wolken bis hin zur dünnen oberen Atmosphäre.

Mit beiden Observatorien können Wissenschaftler die Saturnatmosphäre in verschiedenen Höhen effektiv „durchschneiden“, so als ob man die Schichten einer Zwiebel abzieht. Jedes Teleskop liefert einen anderen Teil der Geschichte des Saturn, und die Beobachtungen zusammen helfen den Forschern zu verstehen, wie die Saturnatmosphäre als zusammenhängendes dreidimensionales System funktioniert. Beide ergänzen frühere Beobachtungen, die der Cassini-Orbiter der NASA während seiner Erforschung des Saturnsystems von 1997 bis 2017 durchgeführt hat.

Das hier gezeigte Hubble-Bild wurde im August 2024 im Rahmen eines mehr als zehn Jahre andauernden Beobachtungsprogramms namens OPAL (Outer Planet Atmospheres Legacy) aufgenommen, während das Webb-Bild einige Monate später unter Nutzung der „Director’s Discretionary Time“ (die dem Direktor des Teleskops frei verfügbare Zeit) entstanden ist.

Die neu veröffentlichten Bilder zeigen Strukturen der turbulenten Atmosphäre des Saturn.

Auf der Webb-Ansicht schlängelt sich ein langlebiger Jetstream, bekannt als „Ribbon Wave“, über die nördlichen mittleren Breiten, beeinflußt von ansonsten nicht nachweisbaren atmosphärischen Wellen. Direkt darunter stellt ein kleiner Fleck einen verbleibenden Rest vom „Großen Frühjahrssturm“ von 2010 bis 2012 dar. Auch mehrere andere Stürme, welche die südliche Hemisphäre des Saturn überziehen, sind auf der Webb-Ansicht zu sehen.

All diese Merkmale werden von starken Winden und Wellen unterhalb der sichtbaren Wolkendecke geformt, was den Saturn zu einem natürlichen Labor für die Erforschung der Strömungsdynamik unter extremen Bedingungen macht.

Auch einige der spitzen Kanten des Kultstatus besitzenden, sechseckigen Jetstreams am Nordpol des Saturn, der 1981 von der NASA-Sonde „Voyager“ entdeckt wurde, sind auf beiden Bildern schwach zu erkennen. Es bleibt eines der faszinierendsten Wetterphänomene des Sonnensystems. Seine Beständigkeit über Jahrzehnte hinweg unterstreicht die Stabilität bestimmter großräumiger atmosphärischer Prozesse auf Riesenplaneten. Dies sind vermutlich die letzten hochauflösenden Aufnahmen, die wir von dem berühmten Sechseck bis in die 2040er Jahre sehen werden, da der Nordpol in den Winter eintritt und für 15 Jahre in Dunkelheit versinken wird.

In Webb’s Infrarotbeobachtungen erscheinen die Pole des Saturn deutlich graugrün, was auf Licht hinweist, das bei Wellenlängen um 4,3 Mikrometer emittiert wird. Dieses charakteristische Merkmal könnte von einer Schicht hochgelegener Aerosole in der Saturnatmosphäre stammen, die das Licht in diesen Breitengraden anders streut. Eine weitere mögliche Erklärung ist die Polarlichtaktivität, da geladene Moleküle, die mit dem Magnetfeld des Planeten wechselwirken, in der Nähe der Pole leuchtende Emissionen erzeugen können.

Die NASA-Teleskope Hubble und Webb haben bereits die Polarlichter des Saturn erforscht, Einblicke in die spektakulären Polarlichter des Jupiter, die ebenfalls mit Hubble beobachtet wurden, geliefert, die 2011 von Hubble erhaschten Polarlichter des Uranus bestätigt und mit Webb erstmals die Polarlichter des Neptun entdeckt.

Auf Webb’s Infrarotaufnahme erscheinen die Ringe extrem hell, da sie aus stark reflektierendem Wassereis bestehen. Auf beiden Aufnahmen sehen wir die sonnenbeschienenen Seiten der Ringe, auf der Hubble-Aufnahme etwas weniger deutlich, infolgedessen die Schatten darunter auf dem Planeten zu erkennen sind.

Es gibt auch subtile Ringmerkmale wie Speichen und Strukturen im B-Ring (dem dicken zentralen Bereich der Ringe), die bei den beiden Observatorien unterschiedlich erscheinen. Der F-Ring, der äußerste Ring, sieht dünn und scharf auf dem Webb-Bild aus, während er auf dem Hubble-Bild nur schwach leuchtet.

Die Umlaufbahn des Saturn um die Sonne bestimmt in Verbindung mit der Position der Erde auf ihrer jährlichen Umlaufbahn unseren sich verändernden Blickwinkel auf die Oberfläche und die Ringe des Saturn.

Diese im Jahr 2024 im Abstand von 14 Wochen aufgenommenen Beobachtungen zeigen, wie sich der Planet vom nördlichen Sommer auf die Tagundnachtgleiche 2025 zubewegt. Während Saturn in den südlichen Frühling und später, in den 2030er Jahren, in den südlichen Sommer übergeht, werden Hubble und Webb immer bessere Einblicke in diese Hemisphäre erhalten.

Hubble’s jahrzehntelange Beobachtungen des Saturn haben eine umfassende Dokumentation seiner sich wandelnden Atmosphäre aufgebaut. Programme wie OPAL, das eine jährliche Überwachung ermöglicht, versetzen Wissenschaftler in die Lage, Stürme, Streifenmuster und saisonale Veränderungen mit der Zeit zu verfolgen. Das Webb-Teleskop ergänzt diese fortlaufende Dokumentation nun um leistungsstarke Infrarot-Fähigkeiten und erweitert damit die Möglichkeiten der Forscher, die atmosphärische Struktur und die dynamischen Prozesse des Saturn zu untersuchen.

Das James-Webb-Weltraumteleskop ist das weltweit führende Observatorium für Weltraumforschung. Webb wird Rätsel in unserem Sonnensystem lösen, einen Blick auf ferne Welten um andere Sterne werfen und die geheimnisvollen Strukturen und Ursprünge unseres Universums und unseren Platz darin erforschen. Webb ist ein internationales Programm unter der Leitung der NASA und ihrer Partner ESA (Europäische Weltraumorganisation) und CSA (Kanadische Weltraumorganisation).

Saturn (Webb NIRCam und Hubble WFC3/UVIS)

• Fast Facts
• Objekt
• Objektname(n): Saturn
• Objektbeschreibung: Gasriese mit Ringen
• Daten
• Instrument: Webb: NIRCam; Hubble: WFC3/UVIS
• Filter: Webb>F164N, F212N, F430M, F470N
• Filter: Hubble>F395N, F502N, F631N
• Bild
• Farbinformation: Diese Bilder wurden mit dem Instrument NIRCam von Webb und der WFC3/UVIS-Kamera von Hubble aufgenommen. Die Farbdarstellung entsteht durch die Zuordnung verschiedener Farbtöne (Farben) zu einem monochromatischen (Graustufen-)Bild. In diesem Fall sind die zugewiesenen Farben:
• Webb: Blau: F164N Cyan: F212N Grün: F430M Rot: F470N
• Hubble: Blau: F395N Grün: F502N Rot: F631N

Über das Bild: Die nebeneinander angeordneten Aufnahmen des Saturn von NASA’s James-Webb-Weltraumteleskop (links) und Hubble-Weltraumteleskop (rechts) zeigen den Planeten im Infrarot- und im sichtbaren Licht. Das Hubble-Teleskop hebt feine Wolkenbänder und Farbunterschiede hervor, während das Webb-Teleskop mit seiner Infrarotsicht verschiedene Schichten der Atmosphäre durchdringt sowie Stürme, Wellen und leuchtende Ringstrukturen in beeindruckender Detailgenauigkeit offenbart.

Saturn (Webb NIRCam Ansicht)

• Fast Facts
• Objekt
• Objektname(n): Saturn
• Objektbeschreibung: Gasriese mit Ringen
• Daten
• Instrument: NIRCam
• Filter: F164N, F212N, F430M, F470N
• Bild
• Farbinformation: Diese Bilder wurden mit dem Instrument NIRCam von Webb aufgenommen. Die Farbdarstellung entsteht durch die Zuordnung verschiedener Farbtöne (Farben) zu einem monochromatischen (Graustufen-) Bild. In diesem Fall sind die zugewiesenen Farben
• Blau: F164N Cyan: F212N Grün: F430M Rot: F470N

Über das Bild: Diese Infrarotaufnahme des Saturn wurde am 29. November 2024 vom James-Webb-Weltraumteleskop der NASA aufgenommen. Durch die Beobachtung des Planeten im Infrarotbereich kann Webb Details der Saturnatmosphäre und der Saturnringe sichtbar machen, die im sichtbaren Licht nicht zu erkennen sind. Auf dieser Aufnahme erscheinen die Saturnringe außergewöhnlich hell, da sie größtenteils aus stark reflektierenden Wassereispartikeln bestehen, die das Sonnenlicht effizient streuen.

Infrarotaufnahmen heben zudem Strukturen in der Saturnatmosphäre hervor, darunter breite Wolkenbänder und subtile Variationen, die durch Temperaturunterschiede, Winde und Dunst in großer Höhe verursacht werden. Dank Webb’s Empfindlichkeit für Infrarotlicht können Wissenschaftler verschiedene Schichten der Atmosphäre untersuchen und so erforschen, wie Gase, Wolken und Aerosole in verschiedenen Höhenlagen miteinander interagieren. Diese Beobachtungen liefern neue Einblicke in die komplexen Wetterverhältnisse und die atmosphärische Dynamik des Planeten.

Auf diesem Bild sind mehrere Saturnmonde zu sehen. Janus erscheint in der Nähe der Ringe links vom Planeten, während Dione unten als heller Lichtpunkt zu erkennen ist. Auf der rechten Seite des Bildes erscheint Enceladus in der Nähe der Ringe. Enceladus ist von besonderem wissenschaftlichem Interesse, da er unter seiner eisigen Kruste einen unterirdischen Ozean beherbergt und aus Spalten in der Nähe seines Südpols Fontänen aus Wasserdampf und Eiskörnern ins All ausstößt.

Saturn (Hubble WFC3/UVIS)

• Fast Facts
• Objekt
• Objektname(n): Saturn
• Objektbeschreibung: Gasriese mit Ringen
• Daten
• Instrument: WFC3/UVIS
• Filter: F395N, F502N, F631N
• Bild
• Farbinformation: Diese Bilder wurden mit der WFC3/UVIS-Kamera des Hubble-Teleskops aufgenommen. Die Farbdarstellung entsteht durch die Zuordnung verschiedener Farbtöne (Farben) zu einem monochromatischen (Graustufen-)Bild. In diesem Fall sind die zugewiesenen Farben:
• Blau: F395N Grün: F502N Rot: F631N

Über das Bild: Dieses im sichtbaren Licht aufgenommene Bild des Saturn, das am 22. August 2024 von NASA’s Hubble-Weltraumteleskop im Rahmen seines langjährigen Programms „Outer Planet Atmospheres Legacy“ (OPAL) aufgenommen wurde, zeigt die sanft gebänderte Atmosphäre des Planeten und sein leuchtendes Ringsystem.

Auf dem Bild sind mehrere der größeren Saturnmonde zu sehen. Janus ist links vom Planeten entlang der Ringe zu erkennen, während Mimas näher an der Scheibe als kleiner Lichtpunkt erscheint, dessen Schatten sich auf Saturn legt. Auf der rechten Seite des Bildes befindet sich Epimetheus, ein Mond, der eine einzigartige koorbitale Beziehung zu Janus unterhält.

Das Bild hilft Wissenschaftlern dabei, saisonale Veränderungen, Stürme und sich im Laufe der Zeit entwickelnde atmosphärische Phänomene auf dem Ringriesen zu verfolgen.

Saturn (Webb NIRCam-Weitwinkelansicht)

• Fast Facts
• Objekt
• Objektname(n): Saturn
• Objektbeschreibung: Gasriese mit Ringen
• Daten
• Instrument: NIRCam
• Filter: F164N, F212N, F430M, F470N
• Bild
• Farbinformation: Diese Bilder wurden mit dem Instrument NIRCam von Webb aufgenommen. Die Farbdarstellung entsteht durch die Zuordnung verschiedener Farbtöne (Farben) zu einem monochromatischen (Graustufen-) Bild. In diesem Fall sind die zugewiesenen Farben
• Blau: F164N Cyan: F212N Grün: F430M Rot: F470N

Über das Bild: Diese infrarote Weitwinkelansicht des Saturn wurde am 29. November 2024 von NASA’s James-Webb-Weltraumteleskop aufgenommen. Die hellen Ringe des Saturn leuchten im reflektierten Sonnenlicht, und die Beobachtungen von Webb zeigen Strukturen in verschiedenen Höhenlagen der gebänderten Atmosphäre des Planeten. Mehrere von Saturns größeren Monden sind im Sichtfeld auszumachen, darunter Titan (ganz links), Janus, Dione, Enceladus, Mimas und Tethys.

Saturn (Webb NIRCam und Hubble WFC3/UVIS Kompass-Ansicht)

• Fast Facts
• Objekt
• Objektname(n): Saturn
• Objektbeschreibung: Gasriese mit Ringen
• Daten
• Instrument: Webb: NIRCam; Hubble: WFC3/UVIS
• Filter: Webb>F164N, F212N, F430M, F470N
• Filter: Hubble>F395N, F502N, F631N
• Bild
• Farbinformation: Diese Bilder wurden mit dem Instrument NIRCam von Webb und der WFC3/UVIS-Kamera von Hubble aufgenommen. Die Farbdarstellung entsteht durch die Zuordnung verschiedener Farbtöne (Farben) zu einem monochromatischen (Graustufen-)Bild. In diesem Fall sind die zugewiesenen Farben:
• Webb: Blau: F164N Cyan: F212N Grün: F430M Rot: F470N
• Hubble: Blau: F395N Grün: F502N Rot: F631N

Über das Bild: Diese Aufnahmen des Saturn, die von den Weltraumteleskopen James Webb und Hubble der NASA aufgenommen wurden, zeigen Kompasspfeile, einen Maßstab und eine Farblegende als Orientierungshilfe.

Die Kompasspfeile nach Norden und Osten zeigen die Ausrichtung des Bildes am Himmel an. Beachten Sie, daß das Verhältnis zwischen Norden und Osten am Himmel (von unten betrachtet) im Vergleich zu den Richtungspfeilen auf einer Karte der Erde (von oben betrachtet) umgekehrt ist.

Der Maßstab ist in Meilen, Kilometern und Bogensekunden angegeben.

Diese Bilder zeigen das Licht im nahen Infrarot und im sichtbaren Bereich mit den entsprechenden Farbzuordnungen. Die Farblegende gibt an, welche Filter bei der Erfassung des Lichts verwendet wurden. Die Farbe des jeweiligen Filternamens entspricht der Farbe im sichtbaren Licht, mit der das durch diesen Filter hindurchtretende Licht dargestellt wird.