Jupiters großer roter Fleck ist das wichtigste Merkmal des Gasriesen. Der Spot ist ein wirbelnder Gassturm, der seit Hunderten von Jahren wirbelt. Er ist auch die Quelle einiger der tiefsten Geheimnisse des Planeten. Dank neuer Forschungsergebnisse, die in der Zeitschrift Nature veröffentlicht wurden, ist möglicherweise eines dieser Rätsel gelöst.
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Als die NASA-Sonde Pioneer 10 1973 an Jupiter vorbeikam, sandte sie einige rätselhafte Messwerte aus der oberen Atmosphäre des Planeten zurück. Die Temperatur des Planeten war viel heißer, als sie erwartet hatten.
Bis dahin glaubten die meisten Planetenforscher, dass Jupiters Oberlauf ziemlich kalt sein würde, wenn man bedenkt, wie weit der Gasriese von den wärmenden Sonnenstrahlen entfernt ist. Doch statt der erwarteten zügigen -100 Grad Fahrenheit berichtete Pioneer 10, dass die Atmosphäre von Jupiter tatsächlich um 1000 Grad schwebte, berichtet Kenneth Chang für die New York Times .
"Im Grunde ist eine Krise im Gange", sagt der Forscher und Studienautor der Boston University, James O'Donoghue, gegenüber Chang. "Das zeigt einen gravierenden Mangel an Wissen."
Tatsächlich wurde das Problem im Laufe der Jahre Jupiters "Energiekrise" genannt, weil der Planet so viel Energie benötigte, um so heiß zu bleiben, und was Wissenschaftler theoretisiert hatten. Und Jupiter ist nicht der einzige Planet mit diesem Problem: Wissenschaftler haben Probleme damit, zu erklären, warum andere Gasriesen auch so lecker sind, berichtet Becky Ferreira für das Motherboard .
"Für all diese [Gasriesen-] Planeten haben wir ein Problem damit, zu erklären, warum ihre oberen Atmosphären so heiß sind wie sie", sagt Luke Moore, Forscher an der Boston University und Mitautor der Studie, Ferreira. "Jedes Mal, wenn es ein Problem gibt, das wir nicht erklären können, bedeutet dies, dass in unserer Wissenschaft über diese Planeten ein gewisses Verständnis fehlt."
Während Wissenschaftler alle möglichen Ideen vorgeschlagen haben, wie zum Beispiel Jupiters Polarauroren, die dazu beitragen könnten, den Planeten aufzuheizen, hatten die meisten von ihnen bislang einen schwerwiegenden Fehler. Nun scheint jedoch das fehlende Puzzleteil gefunden worden zu sein.
O'Donoghue und Moore nutzten Temperaturdaten aus der NASA-Infrarot-Teleskopeinrichtung in Hawaii und stellten fest, dass der Große Rote Fleck mehr als doppelt so heiß ist wie die Durchschnittstemperaturen in der restlichen Jupiter-Atmosphäre. Die Forscher gehen davon aus, dass der Große Rote Fleck mit über 2.400 Grad Fahrenheit für die Erwärmung des gesamten Gasriesen verantwortlich sein könnte, berichtet Loren Grush für The Verge .
Der Schlüssel kann von den Stürmen des Spots kommen, die mit einer Geschwindigkeit von bis zu 400 Meilen pro Stunde blasen. Bei so vielen Turbulenzen wäre es auch ziemlich laut und würde Schallwellen erzeugen, die nach oben schießen und die Atome in der oberen Atmosphäre rasseln. Das würde selbst den weitesten Bereichen von Jupiters Atmosphäre einen zusätzlichen Energieschub verleihen und ihm helfen, heiß zu bleiben, berichtet Grush.
Turbulente atmosphärische Strömungen über dem Sturm erzeugen sowohl Gravitationswellen als auch Schallwellen. Gravitationswellen ähneln in etwa der Bewegung einer Gitarrensaite beim Zupfen, während Schallwellen Kompressionen der Luft (Schallwellen) sind. Erwärmung in der oberen Atmosphäre 500 Meilen über dem Sturm wird gedacht, um durch eine Kombination dieser zwei Wellenarten verursacht zu werden, die wie Ozeanwellen auf einem Strand "zusammenstoßen". (Kunst von Karen Teramura, UH IfA mit James O'Donoghue und Luke Moore) "Eine gute Analogie dafür ist, dass man eine Tasse Kaffee mit einem Löffel umrührt", sagt O'Donoghue zu Grush. "Wenn du es im Uhrzeigersinn rührst, aber dann plötzlich gegen den Uhrzeigersinn rührst, wird es viel herumschwappen ... Und dieses Schwappen kannst du tatsächlich hören. Es zeigt an, dass tatsächlich einige Schallwellen kommen von diesem Schwappen. "
Diese neuen Erkenntnisse liefern nicht nur neue Beweise dafür, warum Jupiter so warm ist, sondern deuten auch darauf hin, dass die oberen und unteren Regionen seiner Atmosphäre viel enger miteinander verbunden sind, als Wissenschaftler bisher dachten. Mit den vorliegenden neuen Daten untersuchen die Forscher nun andere kleinere Stürme der Jupiter, um festzustellen, ob das Gleiche auch dort passiert. Mit dem Juno-Raumschiff der NASA, das sich nach Jahren des Durchfliegens des Weltraums endlich in der Umlaufbahn um den Gasriesen befindet, dürfte Jupiter nicht lange so mysteriös bleiben.
