Die obere Atmosphäre über Jupiters berühmtem roten Fleck - einem riesigen Sturm, der seit Jahrhunderten andauert - ist viel wärmer als anderswo auf diesem Gasriesen. Eine neue Studie, die in der Zeitschrift Nature veröffentlicht wurde, lässt Wissenschaftler spekulieren, dass die Bewegungen eines riesigen Sturms, der in der unteren Atmosphäre des Planeten tobt, für die höhere Temperatur in der oberen Atmosphäre des Jupiter verantwortlich sind. Mit anderen Worten bedeutet dies, dass die beiden Schichten der Planetenatmosphäre miteinander verbunden sind und sich gegenseitig beeinflussen können.
Der Große Rote Fleck, wie er genannt wird, ist eines der bekanntesten Merkmale des Jupiter. Wie in der Luft- und Raumfahrtbehörde der NASA erwähnt, erstreckt sich dieser riesige Hurrikan über mehrere tausend Kilometer über der Erdoberfläche und bietet Winde mit einer Geschwindigkeit von bis zu 650 Stundenkilometern. Der Große Rote Fleck wurde seit dem späten 19. Jahrhundert beobachtet. Die Astronomen versuchen die ganze Zeit zu verstehen, wie dieser Sturm entstanden ist und welche Atmosphäre um ihn herum herrscht.
In unserer Zeit stellten Wissenschaftler unter Verwendung von Daten, die mit der NASA-Infrarot-Teleskopanlage in Hawaii erhalten wurden, fest, dass die Atmosphäre dieser Region etwa 1600 Grad Kelvin (oder etwa 1300 Grad Celsius) heißer ist als die Durchschnittstemperatur der oberen Atmosphäre im Rest Oberfläche des Jupiter, die etwa 626 Grad Celsius ist. Dies erklärt sich aus der Tatsache, dass die turbulenten Strömungen dieses riesigen Sturms vom Planeten gerichtete Schallwellen erzeugen, die anschließend die Atome in der oberen Atmosphäre schütteln (und dadurch erwärmen) und so signifikante Temperaturunterschiede erzeugen.
Diese Entdeckung legt nahe, dass die untere Schicht und die obere Schicht der Jupiter-Atmosphäre miteinander verbunden sind und sich gegenseitig beeinflussen können. Diese Tatsache ist ziemlich überraschend, wenn man bedenkt, dass die obere Schicht der Planetenatmosphäre etwa 800 Kilometer breiter ist als die untere Schicht.
"Wir dachten nicht, dass die beiden Regionen auf besondere Weise miteinander verbunden werden könnten, aber es stellt sich heraus, dass dies nicht der Fall ist", sagt der leitende Forscher James O'Donoghue, ein Planetenforscher an der Boston University.
Diese Beziehung kann auch dazu beitragen, das Geheimnis der planetaren "Energiekrise" zu erklären, die Planetenwissenschaftler seit vielen Jahren plagt. Es besteht in der Tatsache, dass die oberen Schichten der Atmosphäre des Jupiter und in der Tat aller Gasriesen unseres Sonnensystems viel heißer sind, als sie sein sollten. Computermodelle zeigen, dass angesichts der Entfernung des Planeten von der Sonne die Temperatur der oberen Atmosphäre des Jupiter tatsächlich bei 300 Grad Kelvin (27 Grad Celsius) liegen sollte. Direkte Beobachtungen zeigen jedoch, dass die obere Atmosphäre viel heißer ist als dieser Indikator. Die Wissenschaftler waren sich nicht ganz sicher, wie sie diese Temperaturdiskrepanz erklären sollten, aber eine neue Studie veranlasste Experten zu dem Schluss, dass überschüssige Wärme von Strömen in der unteren Atmosphäre herrührt.
Früher wurde angenommen, dass sich die Auroren an den Polen des Jupiter tiefer in die Atmosphäre ausbreiten und dadurch den Rest erwärmen könnten. Wie O'Donoghue bemerkt, haben Computermodelle jedoch gezeigt, dass dies unwahrscheinlich ist. Aufgrund der superschnellen Winde, die sich entlang des Jupiter-Äquators von Ost nach West bewegen, bleiben Auroren meist ausschließlich an den Polen des Planeten. Eine andere Erklärung wurde im Zusammenhang mit den akustischen Merkmalen der Stürme vorgeschlagen. Es wurden jedoch keine direkten Beweise dafür gefunden. Eine neue Untersuchung der Temperaturen über dem Großen Roten Fleck des Jupiter hat Wissenschaftlern einen Hinweis darauf gegeben, wie dieser Prozess tatsächlich abläuft.
Ein Beispiel dafür, wie der Große Rote Fleck Wellen in die obere Atmosphäre des Planeten sendet
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"Eine gute Analogie ist die Art und Weise, wie wir eine Tasse Kaffee mit einem Löffel umrühren", sagt O'Donoghue.
„Wenn Sie einen Löffel im Uhrzeigersinn und dann scharf gegen den Uhrzeigersinn drehen, bilden sich viele Wellen und Spritzer auf der Oberfläche des Kaffees. Und wenn Sie den Kaffee auf diese Weise umrühren, erwärmen Sie ihn tatsächlich. Darüber hinaus werden im Rahmen dieses Rührens einige Schallwellen erzeugt.
Etwa das Gleiche passiert mit dem Großen Roten Fleck. Wenn sich der Sturm gegen den Uhrzeigersinn dreht, trifft er auf die Strömungen der unteren Atmosphäre, die sich im Uhrzeigersinn bewegen und kolossale Turbulenzen erzeugen. Dies führt auch dazu, dass die Schallwellen vertikal nach oben ansteigen. Die Wellen beginnen die Atome in der oberen Atmosphäre zu erschüttern und zu erhitzen.
Ähnliche Prozesse finden auf der Erde statt. Wenn sich beispielsweise Luftströmungen über die Anden bewegen, kollidiert die Luft mit Bergen, und es entstehen Schallwellen, die in die obere Atmosphäre aufsteigen und diese leicht erwärmen. Es ist anzumerken, dass selbst bei Hurrikanen und Tsunamis, die auf der Erde auftreten, die Atmosphäre etwas wärmer wird.
Wissenschaftler haben jetzt sehr überzeugende Beweise dafür, was tatsächlich mit Jupiters großem roten Fleck passiert. Ihrer Meinung nach können dieselben Prozesse auch in anderen Bereichen der Oberfläche dieses Planeten stattfinden. In Zukunft planen die Forscher, die kleineren Stürme des Gasriesen zu beobachten und anschließend eine ziemlich genaue Temperaturkarte seiner oberen Atmosphäre zu erstellen.
Es sei auch daran erinnert, dass kürzlich das Raumschiff "Juno" in die Umlaufbahn des Jupiter eingetreten ist, das auch diese gigantische Welt untersuchen und die genauesten Daten auf diesem Planeten liefern kann. Wissenschaftler glauben, dass die Sonde sehr wahrscheinlich ähnliche Prozesse zum Erhitzen der Atmosphäre über kleineren Hurrikanen findet. Darüber hinaus ermöglicht das Gerät dank seiner leistungsstarken Beobachtungsausrüstung einen noch tieferen Blick in den Großen Roten Fleck.
"Der heute besprochene Artikel legt nahe, dass der Große Rote Fleck für die erhebliche Erwärmung der darüber liegenden Atmosphäre verantwortlich ist", sagt Mike Janssen, Mitglied der Juno-Mission im Jet Propulsion Laboratory der NASA.
"Unser Apparat wird helfen zu erklären, was für den Großen Roten Fleck selbst verantwortlich ist."
NIKOLAY KHIZHNYAK
