Größer als die Erde: Magnetische Tornados auf dem Jupiter entdeckt

Der Große Rote Fleck auf dem Jupiter ist seit mehreren Jahrhunderten bekannt und inzwischen eines der Merkmale des Gasriesen. Unbeachtet blieben dagegen lange Zeit die ebenso großen Flecken an den Polen des Planeten.

Erstmals beobachtet wurden die Flecken in den späten 1990er Jahren durch das Hubble-Teleskop an Nord- und Südpol. Später kamen weitere Sichtungen am Nordpol des Jupiters durch die vorbeifliegende Raumsonde Cassini hinzu. Jetzt schenkten Astronomen der University of California, Berkeley, der mysteriösen Erscheinung mehr Aufmerksamkeit und beschrieben diese erstmals. Doch das war gar nicht so einfach.

Einerseits tauchen die mehr als erdgroßen ovalen Flecken zufällig auf, verschwinden wieder und sind nur bei ultravioletten Wellenlängen sichtbar. Andererseits sind sie in jene stratosphärischen Dunstschichten eingebettet, die die Pole des Planeten bedecken.

Hinzu kommt, dass die dunklen Flecken nicht immer und überall zu sehen sind. Vielmehr treten sie nur dann in Erscheinung, wenn sie sich direkt unter den hellen Polarlichtzonen an jedem Pol befinden. Da die Flecken mehr UV-Strahlung absorbieren als ihre Umgebung, erscheinen sie auf Bildern von Weltraumteleskopen dunkel. Außerdem treten die Flecken am Südpol des Jupiters dreimal häufiger auf als am Nordpol.

In der künstlich eingefärbten Ansicht von Jupiter ist neben dem Großen Roten Fleck (hier blau) auch der Dunst am Südpol (braun) als weiteres ovales Merkmal zu erkennen. Foto: Troy Tsubota, Michael Wong/UC Berkeley

Mysteriöser Tornado auf dem Jupiter

Aber was verursacht diese Flecken? Laut den US-amerikanischen Astronomen um Troy Tsubota deuten die dunklen Ovale auf ungewöhnliche Prozesse im starken Magnetfeld von Jupiter hin. Diese breiten sich bis zu den Polen und tief in die Atmosphäre hinein aus – viel tiefer als die magnetischen Prozesse, die die Polarlichter auf der Erde erzeugen.

Am wahrscheinlichsten sei, dass die dunklen Ovale durch einen Wirbel erzeugt werden. Dieser Wirbel drehe sich in der Ionosphäre am schnellsten und wird mit jeder tieferen Schicht schwächer. Wie ein Tornado, der auf staubigem Boden aufschlägt, werde die dunstige Atmosphäre aufgewirbelt, wodurch die dichten Flecken entstehen. Unklar ist dabei, ob die Vermischung mehr Dunst von unten ansaugt oder zusätzlichen Dunst erzeugt.

Aufgrund der Beobachtungen vermutet das Team, dass sich die Flecken im Laufe von etwa einem Monat bilden und nach einigen Wochen wieder auflösen. „Der Dunst in den dunklen Ovalen ist 50-mal dicker als die typische Konzentration, was darauf hindeutet, dass er sich wahrscheinlich durch die Dynamik von Wirbeln bildet und nicht durch chemische Reaktionen“, so die Forscher.

„Die Untersuchung von Verbindungen zwischen verschiedenen atmosphärischen Schichten ist für alle Planeten sehr wichtig, egal ob es sich um einen Exoplaneten, Jupiter oder die Erde handelt“, erklärte Erstautor Michael Wong. „Wir sehen Belege für einen Prozess, der alles im gesamten Jupitersystem miteinander verbindet – vom inneren Dynamo über die Monde und die Ringe bis zur Ionosphäre und den Dunst der Stratosphäre.“

Die Studie erschien am 26. November 2024 in der Zeitschrift „Nature Astronomy“.