Wissenschaftlicher Durchbruch: Mysterium von Jupiters polaren Wirbelstürmen gelöst | Wissenschaft | Nachricht

Anfang dieses Jahres schickte die NASA-Raumsonde Juno die ersten Beweise zurück, dass die massiven Polarstürme auf dem Jupiter – am besten charakterisiert durch die fleckigen roten und gelben Wolken – von einem ähnlichen Prozess angetrieben werden wie diejenigen, die die Ozeane auf der Erde regieren. Jupiters Atmosphäre ist einer der turbulentesten Orte im Sonnensystem, feindlicher als die kochend heißen Ebenen der Venus, die giftige Luft des Saturn und die eiskalte Wüste des Uranus. Dank der Arbeit von Juno wissen wir, dass Jupiters Pole die Heimat gigantischer, hartnäckiger Wirbelstürme sind, die um Gebiete mit niedrigem Druck kreisen, ohne sich aufzulösen.

Das Rätsel, warum Jupiters Wirbelstürme so stabil geblieben sind, hat Wissenschaftler fasziniert, seit sie 2016 zum ersten Mal beobachtet wurden.

Denn sie scheinen der Wissenschaft zu trotzen: Die Anzahl der Wirbelstürme bleibt mit acht am Nordpol und fünf am Südpol festgelegt.

Drei Cluster großer Wirbelstürme sind bis zu 5.000 Kilometer breit – breiter als die USA.

Jeder ist mit mittleren (etwa 500 bis 1.600 Kilometer breiten) und kleineren Wirbeln (Whirlpools) und Filamenten (Merkmale, die durch die turbulente Bewegung des Wassers gebildet werden) mit einer Breite von etwa 100 Kilometern verbunden.

Eine in der Fachzeitschrift Nature Physics veröffentlichte Studie hat seitdem den Beweis erbracht, dass diese riesigen jovianischen Wirbelstürme an den Polen des Jupiters von denselben Kräften aufrechterhalten werden, die die Ozeanwirbel der Erde antreiben.

Da sowohl Flüssigkeiten als auch Gase fließen können, werden sie in der Physik als Flüssigkeiten betrachtet.

Genau wie auf der Erde hat die heißere, weniger dichte Luft aus der Tiefe der Atmosphäre des Gasriesen mehr Auftrieb und steigt dort auf, wo sie zu Wolken kondensiert.

Währenddessen strömt kühlere und dichtere Luft nach unten.

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Auf Jupiter wirkt die schnell aufsteigende Luft in diesen Wolken als Energiequelle.

Es treibt die Energieübertragung an und speist die großen zirkumpolaren und polaren Zyklen in einem Prozess, der als feuchte Konvektion bezeichnet wird.

Lia Siegelman, Postdoktorandin an der Scripps Institution of Oceanography an der University of California San Diego (UCSD), die die Studie leitete, sagte, die zurückgesendeten Bilder erinnerten sie an Aktivitäten im Ozean.

Sie sagte gegenüber dem BBC-Magazin Science Focus: „Als ich den Reichtum der Turbulenzen um die jovianischen Wirbelstürme mit all den Filamenten und kleineren Wirbeln (kleinen Strudeln) sah, erinnerte mich das an die Turbulenzen, die man im Ozean um Wirbel herum sieht.

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„Diese sind zum Beispiel auf hochauflösenden Satellitenbildern von Planktonblüten besonders deutlich.“

Durch die Analyse einer Reihe von detaillierten Infrarotbildern, die ihnen Juno zusandte, konnten die Forscher die weiter verbreitete Hypothese bestätigen: dass diese Wirbelstürme in der Nordpolregion des Jupiters durch feuchte Konvektion entstanden sind.

Sie maßen die Temperatur, berechneten die Windgeschwindigkeit und verfolgten die Wolkenbewegung.

Durch den Vergleich dieser Messungen mit Daten, die aus Infrarotbildern der Wolkendicke interpretiert wurden (dünne Wolken entsprechen heißen Regionen, dicke Wolken entsprechen kalten Regionen), konnten Frau Siegelman und ihr Team die massiven Stürme kartieren.

Juno befindet sich derzeit in einer polaren Umlaufbahn um Jupiter und könnte daher theoretisch mehr Bilder zur Erde zurücksenden, wenn dies das ist, was die Forscher benötigen.

Während die Prozesse auf dem Jupiter viel größer sind als auf der Erde, sagte Frau Siegelman, dass das Verständnis des Energiesystems des Gasriesen dazu beitragen könnte, die Energiewege aufzuzeigen, die auf unserem eigenen Planeten eine Rolle spielen.

Sie sagte: „In der Lage zu sein, einen so weit entfernten Planeten zu studieren und Physik zu finden, die dort anwendbar ist, ist faszinierend.

„Es stellt sich die Frage, gelten diese Prozesse auch für unseren eigenen blauen Punkt?“

Juno startete 2011 erstmals zu seiner Weltraumreise.

Es ist derzeit geplant, seinen Betrieb bis 2025 fortzusetzen.

Bis dahin soll er noch einige weitere Vorbeiflüge an Jupiter machen.

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