Ist das Rätsel um die Farbveränderungen des Jupiters gelöst?

Der Jupiter ist berühmt für seinen Großen Roten Fleck und seine charakteristischen Streifen, die sich bewegen und verändern - etwas, das die Wissenschaftler bis heute nicht erklären konnten.

Wissenschaftler der Universität Leeds glauben, dass sie dank neuer Informationen über das Magnetfeld des Gasriesen, die von der Juno-Mission der NASA zur Verfügung gestellt wurden, die Antwort auf das lange bestehende Rätsel gefunden haben.

"Wenn man den Jupiter durch ein Teleskop betrachtet, sieht man die Streifen, die entlang der Breitengrade um den Äquator verlaufen. Es gibt dunkle und helle Gürtel, und wenn man etwas genauer hinsieht, kann man Wolken sehen, die von außergewöhnlich starken Ost- und Westwinden getragen werden", sagt Professor Chris Jones von der mathematischen Fakultät der Universität.

"In Äquatornähe weht der Wind nach Osten, aber wenn man den Breitengrad ein wenig ändert, entweder nach Norden oder nach Süden, dreht er nach Westen. Und wenn man sich dann etwas weiter entfernt, dreht er wieder auf Ost. Dieses abwechselnde Muster von Ost- und Westwinden ist ganz anders als das Wetter auf der Erde.

"Alle vier oder fünf Jahre ändern sich die Dinge. Die Farben der Gürtel können sich ändern, und manchmal gibt es globale Umwälzungen, bei denen das gesamte Wettermuster für eine Weile verrückt spielt, und es ist ein Rätsel, warum das passiert.

Wechsel der Fahrspur

Das sich verändernde Aussehen des Jupiters ist irgendwie mit Infrarotschwankungen verbunden, die etwa 50 km unter der Oberfläche des Gasriesen liegen, so viel wussten die Wissenschaftler, aber diese neue Forschung zeigt, dass diese Schwankungen wiederum durch Wellen verursacht werden könnten, die vom Magnetfeld des Planeten tief in seinem Inneren erzeugt werden.

Das Team konnte anhand der von Juno gesammelten Daten, die den Planeten seit 2016 umkreisen, Veränderungen im Magnetfeld des Planeten beobachten und berechnen. Aufgrund der langen Lebensdauer der Sonde in der rauen Strahlungsumgebung des Planeten blieb sie länger in der Umlaufbahn als ursprünglich geplant, was den Forschern die Möglichkeit gab, Magnetfelddaten über einen viel längeren Zeitraum zu sammeln, was für ihre Arbeit sehr viel nützlicher ist.

"Es ist möglich, wellenförmige Bewegungen in einem planetarischen Magnetfeld zu erhalten, die als Torsionsschwingungen bezeichnet werden", sagt Jones. "Das Spannende ist, dass die Perioden dieser Torsionsschwingungen, die wir berechnet haben, mit den Perioden übereinstimmen, die man in der Infrarotstrahlung des Jupiters sieht."

Durch die Beobachtung des Magnetfelds über mehrere Jahre hinweg verfolgten die Forscher seine Wellen und Schwingungen und waren sogar in der Lage, einen bestimmten Punkt des Magnetfelds, den sogenannten Großen Blauen Fleck, zu verfolgen. Dieser Fleck bewegte sich ostwärts, aber die neuesten Daten zeigen, dass sich die Bewegung verlangsamt, was auf den Beginn einer Oszillation hindeuten könnte, bei der sich die Bewegung verlangsamt, bevor sie sich umkehrt und sich westwärts bewegt.

Lebenslange Leidenschaft

Diese Arbeit, die in Nature Astronomy veröffentlicht wurde, könnte das seit langem bestehende Rätsel der sich verändernden Bänder und Streifen des Jupiters erklären und das fehlende Bindeglied zwischen dem Wetter auf dem Planeten und den Vorgängen auf der Oberfläche und im Inneren des Planeten darstellen.

"Es bleiben Unsicherheiten und Fragen, insbesondere wie genau die Torsionsschwingung die beobachteten Infrarotschwankungen hervorruft, die wahrscheinlich die komplexe Dynamik und die Reaktionen von Wolken und Aerosolen widerspiegeln", sagt Dr. Kumiko Hori, die mit Professor Jones in Leeds gearbeitet hat, bevor sie zur Universität Kobe in Japan wechselte.

"Diese müssen noch weiter erforscht werden. Nichtsdestotrotz hoffe ich, dass unsere Arbeit auch ein Fenster öffnen könnte, um das verborgene tiefe Innere des Jupiters zu erforschen, so wie es die Seismologie für die Erde und die Helioseismologie für die Sonne tut."

Für Jones ist der Durchbruch das Ergebnis einer lebenslangen Leidenschaft: "Ich freue mich unglaublich, dass es der NASA endlich gelungen ist, das Magnetfeld des Jupiters im Detail zu sehen. Ich beschäftige mich schon sehr lange mit dem Jupiter und habe mich schon als Kind dafür interessiert, was sich unter der Oberfläche des Jupiters befindet - es war eine 60-jährige Entwicklung."