Magnetische Tornados: Auf dem Jupiter kommen und gehen Stürme von der Größe der Erde
Zuerst sichtete das Hubble-Weltraumteleskop Ende der Neunzigerjahre des vergangenen Jahrhunderts dunkle Ovale an den Nord- und Südpolen des Jupiters. Am Nordpol des Jupiters konnten sie dann von der Nasa-Raumsonde Cassini bestätigt werden, als diese im Jahr 2000 auf ihrem Weg zum Saturn vorbeiflog.
Jupiters dunkle Ovale sind erdgroße Tornados
Ihr Ursprung indes blieb bis jetzt unklar. Nun haben Planetenforscher:innen entdeckt, dass magnetische Wirbel, die sich von der Ionosphäre des Planeten in seine tiefe Atmosphäre hinab winden, zu riesigen, ultraviolettes Licht absorbierenden Antizyklonen von der Größe unserer Erde führen.
Diese gigantischen Stürme manifestieren sich als dunkle Ovale und sind im ultravioletten (UV) Licht als dichte Aerosolschleier in der Stratosphäre des Jupiters sichtbar. Konkret hat ein Team von Forscher:innen unter der Leitung von Troy Tsubota von der University of California im US-amerikanischen Berkeley herausgefunden, dass die dunklen Ovale magnetische Tornados repräsentieren, die durch Reibung zwischen den Magnetfeldlinien in Jupiters immens starkem Magnetfeld entstehen.
Die Entdeckung gelang im Wege der Analyse der Bilder des Jupiters, die vom Hubble-Weltraumteleskop im Rahmen des Outer Planet Atmospheres Legacy (OPAL)-Projekts der US-Raumfahrtbehörde Nasa aufgenommen wurden. Im Rahmen von OPAL nimmt Hubble jedes Jahr Bilder von jedem der vier Riesenplaneten – Jupiter, Saturn, Uranus und Neptun – auf. So sollen Veränderungen in ihrem Erscheinungsbild dokumentiert werden.
Magnetfeld des Jupiters als Ursache vermutet
Auf Hubble-Bildern des Jupiters, die zwischen 2015 und 2022 aufgenommen wurden, fand Tsubota in drei Vierteln aller Fälle ein dunkles Oval am Südpol des Planeten, aber nur einmal am Nordpol auf acht Bildern.
Die Beobachtungen ließen das Team zu der These gelangen, dass das Phänomen mit dem Magnetfeld des Jupiters zu tun haben müsste, weil die dunklen Ovale lediglich zeitlich begrenzte Phänomene sind. Sie scheinen sich etwa einen Monat lang zu bilden, um sich dann innerhalb weniger Wochen aufzulösen.
Schnell fanden die Forscher:innen eine plausible Theorie. Denn um den Jupiter herum, gefangen im gigantischen Magnetfeld des Planeten, befindet sich der Io-Plasmatorus. Optisch einem Donut ähnlich, handelt es sich um einen Ring aus geladenen Teilchen, die von den zahlreichen Vulkanen auf dem Jupiter-Mond Io ausgestoßen werden.
Magnetische Reibung erzeugt Wirbel
Die Forscher:innen vermuteten weiter, dass die Reibung zwischen den Magnetfeldlinien im Plasmatorus und den Feldlinien, die näher am Planeten in der Ionosphäre liegen, regelmäßig die Bildung von Magnetwirbeln auslösen könnte. Die würden sodann bis tief in die Stratosphäre des Jupiters hinab wirbeln und gleichsam als magnetische Tornados Aerosole in der unteren Atmosphäre aufwirbeln.
Das wiederum würde einen dichten Fleck aus wirbelndem, ultraviolettes Licht absorbierendem Dunst erzeugen, der ein dunkles Oval bildet. Ob die Tornados den Dunst aus tieferen Schichten des Planeten aufwirbeln oder ob die Stürme den Dunst selbst erzeugen, ist noch unklar.
Da jedoch der Dunst in den dunklen Ovalen 50-mal dichter als die typische Konzentration sei, deute vieles darauf hin, dass er wahrscheinlich eher durch Wirbelbewegungen als durch chemische Reaktionen entsteht, die durch hochenergetische Teilchen aus der oberen Atmosphäre ausgelöst werden, so die Forscher:innen. Tatsächlich zeigen die Beobachtungen zudem, dass der Zeitpunkt und der Ort, an dem die dunklen Ovale erscheinen, nicht mit den Ausbrüchen dieser geladenen Teilchen korrelieren.
Die Ergebnisse können im Detail im Wissenschaftsmagazin Nature Astronomy nachgelesen werden.
