Seltsame geometrische Anordnungen von Stürmen über Jupiters Polen

Da Jupiter, der größte Planet unseres Sonnensystems, nur eine geringe Neigung des Äquators gegen die Bahnebene hat (3,08°), sind seine Pole von der Erde aus niemals sichtbar.

Aber in den letzten beiden Jahren haben die Wissenschaftler mit Hilfe der Raumsonde Juno zum ersten Mal einen guten Blick auf den oberen und unteren Teil des Planeten bekommen. Was sie vorfanden, erstaunte sie: Stürme in bizarren geometrischen Anordnungen, die jeweils um einen Zyklon über dem Nord- und Südpol angeordnet waren – anders als jede Sturmformation im Universum.

Die Studie, die von Wissenschaftlern einer internationalen Gruppe von Institutionen, einschließlich der Universität von Chicago, verfasst wurde, ist am 8. März im Journal Nature als Teil eines Satzes von vier Artikeln veröffentlicht worden, die neuen Beobachtungen der Raumsonde Juno gewidmet sind.

Juno startete im Jahr 2011 mit der ambitionierten Mission, endlich unter die dichten Wolken zu blicken, die Jupiter bedecken. Seither umkreist die Raumsonde den Planeten, fotografiert und misst das Profil des Planeten in den Bereichen Infrarot, Mikrowelle, Ultraviolett, Gravitation und Magnetismus – und beantwortet Fragen, die Wissenschaftler seit Jahrzehnten über Jupiter haben.

Eine dieser Fragen war, was an seinen schwer zu beobachtenden Polen geschieht. Als Wissenschaftler die ersten Bilder bekamen, waren sie sprachlos. Am Nordpol umgeben acht Stürme einen Sturm in der Mitte. Am Südpol war es die gleiche Anordnung, aber mit nur fünf Stürmen. Und die Zahlen blieben seltsamerweise konstant; die Stürme drifteten und verschmelzten nicht wie sie es eigentlich aufgrund wissenschaftlicher Erkenntnisse tun sollten.

„Es sind außerordentlich stabile Arrangements für solch chaotische Elemente“, sagte Morgan O'Neill, Postdoktorandin der Universität Chicago und Co-Autorin des Artikels. "So etwas haben wir noch nie gesehen."

Die Geometrie kam O`Neills jedoch ein wenig bekannt vor. Sie fand in der Bibliothek Hinweise auf seltsame physikalische Phänomene, die nur unter besonderen Bedingungen im Labor beobachtet wurden. In den 1990er Jahren beobachteten Wissenschaftler ein ähnliches Verhalten, als sie mit Hilfe von Elektronen eine reibungslose turbulente 2-D-Flüssigkeit beim Abkühlen simulierten. Anstatt zu verschmelzen, was bei solchen 2-D-Strömungen eher der Fall ist, würden kleine Wirbel zusammenklumpen und gleichmäßige Felder oder „Wirbelkristalle“ um ein Zentrum bilden.

„Es ist noch nicht klar, ob die gleiche Physik diesen beiden Verhaltensweisen zugrunde liegt“; sagte O`Neill, „aber es könnte sein“. „Der nächste Schritt wäre: Könnte man ein Modell erstellen, das einen virtuellen Planeten aufbaut und diese Flüsse vorhersagt?“. Mit weiteren Studien wäre es vielleicht möglich, die Kräfte in den wirbelnden Stürmen zu verstehen.

Es wäre auf jeden Fall hilfreich, wenn ein besseres physikalisches Verständnis über die Strömungen und Dynamiken von Stürmen auf Planeten bestünde; obwohl O`Neill ihre Doktorarbeit über die Dynamik von Zyklonen auf Gasriesen schrieb (einschließlich einer Vorhersage, dass die Pole Jupiters nicht wie die von Saturn aussehen würden) verwendet sie jetzt ähnliche Sturmmodelle, um Hurrikans auf der Erde zu studieren.

9. März 2018/SP
Verein Kuffner-Sternwarte