Seit den Vorbeiflügen der Voyager-Sonden fasziniert ein sechseckiger Wirbelsturm am Nordpol des Saturn die Forschung. heise online hat in seiner Dienstagsrubrik „Zahlen, bitte!" zusammengetragen, was vier Jahrzehnte Beobachtung über das Gebilde verraten haben – und was weiterhin offen ist.
Die Maße sind der Kern der Faszination. Der Polarwirbel bildet ein ziemlich gleichmäßiges Sechseck mit rund 14.500 Kilometer langen Seiten; der Durchmesser beträgt etwa 29.000 Kilometer, mehr als das Doppelte des Erddurchmessers. Die Winde im Jetstream erreichen rund 320 Stundenkilometer, eine volle Drehung dauert etwa 10 Stunden, 39 Minuten und 23 Sekunden. Im Zentrum liegt eine Art Auge des Sturms, das rund fünfzigmal größer ist als bei irdischen Wirbelstürmen. Entdeckt wurde das Muster 1988, als der Astronom David Godfrey Bilder auswertete, die Voyager 2 bereits 1981 am Saturn aufgenommen hatte.
Die Voyager-Sonden waren nur auf der Durchreise – für eine genauere Untersuchung fehlten ihnen Instrumente und Verweildauer. Das übernahm Cassini-Huygens, die 1997 startete und 2004 in eine Saturn-Umlaufbahn einschwenkte. Zunächst blieb der Nordpol im Schatten des Saturnwinters, denn ein Saturnjahr dauert 29 Erdenjahre und ein Winter dort etwa sieben Jahre; nur das Infrarotinstrument VIMS konnte das Hexagon 2006 beobachten. Erst ab August 2009, mit dem Beginn des nördlichen Frühlings, war auch eine optische Untersuchung möglich. Die Bilder zeigten, dass das Sechseck zwei Jahrzehnte später im Wesentlichen unverändert existierte.
Strukturell erinnert der Polarsturm an irdische Hurrikans – Kevin Baines vom Jet Propulsion Laboratory beschrieb „zumindest die Struktur eines Hurrikans" –, entsteht aber unter ganz anderen Bedingungen. Irdische Tropenstürme brauchen Wärme und Wasser von der Oberfläche, was auf einem Gasplaneten wegfällt; auch erreicht die Erde rund hundertmal mehr Sonnenlicht als der Saturn. Hinzu kommen eine flache Atmosphäre und fehlende Hindernisse wie Gebirge, die eine so perfekte Symmetrie überhaupt zulassen könnten. Eine Erklärung lieferten Forschende der Universität Oxford 2010 mit einem Laborexperiment; 2020 zeigten Rakesh Yadav und Jeremy Bloxham in Simulationen, wie Strömungen tief im Planeten kleinere Wirbel rund um einen ostwärts gerichteten Jetstream erzeugen, die diesen zum Sechseck zusammendrücken.
Das Hexagon ist inzwischen nicht mehr allein. 2018 fand Leigh Fletcher von der University of Leicester in Cassini-Daten einen zweiten, kleineren hexagonalen Wirbel, der sich ab 2014 hunderte Kilometer darüber bildete. Unklar ist, ob er unabhängig entstand oder mit dem Hauptwirbel zusammenhängt. 2025 entdeckten US-amerikanische und europäische Forscher in Infrarotaufnahmen des James-Webb-Weltraumteleskops perlen- und sternförmige Strukturen in der Ionosphäre und rund 500 Kilometer tiefer in der Stratosphäre; einen erklärenden Mechanismus gibt es dafür noch nicht. Und das Hubble-Weltraumteleskop fotografierte am Südpol eine neue, zehnseitige Welle, die sich erst ab 2023 herausbildete – das erste derartige Gebilde in dieser Hemisphäre.
Warum solche Muster nur beim Saturn auftreten, ist weiterhin offen. Jupiter besteht ebenfalls überwiegend aus Wasserstoff und Helium, hat aber statt eines großen Polarwirbels acht kleinere Zyklone um ein Zentrum. Eine MIT-Studie deutet an, dass ein weicherer gasförmiger Untergrund mehrere Wirbel begünstigt, ein dichterer dagegen einen großen Sturm. Für Baines bleibt das Hexagon „eines der größten Rätsel der Dynamik des Saturns" – und mit dem jungen Zehneck am Südpol sowie den unerklärten Webb-Mustern wächst die Fragenliste eher, als dass sie schrumpft. Ein weiterer Faden betrifft Enceladus: Im Ozean unter der Eiskruste des Mondes, so aktuelle Arbeiten, wäre mögliches Leben leichter nachweisbar als bislang angenommen.
