An den Polen des größten Planeten unseres Sonnensystems, Jupiter, wüten monatelang monströse Wirbelstürme, die nahezu die Größe der Erde erreichen. Ein internationales Forschungsteam aus den USA und Großbritannien hat nun herausgefunden, dass diese beeindruckenden Tornados durch magnetische Wirbel verursacht werden. Diese Wirbel greifen tief in die Atmosphäre des Gasriesen ein und schleudern dunstige Gase in die Höhe, wie die Wissenschaftler im Fachblatt „Nature Astronomy“ berichten.

Lang andauernde Wirbelstürme sind auf Jupiter durchaus bekannt. Am bekanntesten ist der Große Rote Fleck, ein gigantischer Wirbelsturm, der mehr als 16.000 Kilometer misst und bereits 1664 von dem englischen Naturforscher Robert Hooke beobachtet wurde. Dieser Sturm tobt immer noch in der Atmosphäre Jupiters. Die Entstehung von Wirbelstürmen wird durch aufsteigende Gase aus dem warmen Inneren des Planeten begünstigt, die dann von der schnellen Bewegung der oberen Wolkenschichten in Rotation versetzt werden.

Besonders faszinierend ist jedoch, dass solche Wirbelstürme in den polaren Regionen von Jupiter eigentlich nicht vorkommen sollten. Dies führte zu Überraschung und Verwunderung in der Planetologie, als Ende der 1990er-Jahre Bilder des Hubble-Weltraumteleskops dunkle Ovale an Jupiters Polen zeigten.

Im Jahr 2000 bestätigte die Raumsonde Cassini auf ihrem Weg zum Saturn die Existenz dieser dunklen Ovale am Nordpol des Riesenplaneten. Obwohl die Forscher noch keine endgültige Erklärung für die Entstehung dieser polaren Wirbelstürme finden konnten, vermuteten sie, dass sie ein ähnliches Phänomen wie der Große Rote Fleck darstellen könnten.

Um Licht in das Rätsel zu bringen, hat ein Team unter der Leitung von Troy Tsubota von der University of California in Berkeley alte Hubble-Bilder analysiert. Im Rahmen des Projekts OPAL (Outer Planets Atmosphere Legacy) wurden über 28 Jahre hinweg jährlich Bilder von Jupiter und anderen äußeren Planeten aufgenommen, um Veränderungen in ihren Atmosphären zu dokumentieren.

Diese langjährige Beobachtung ergab, dass sich über die Jahre immer wieder acht dunkle Ovale am Südpol und zwei am Nordpol bildeten. Diese Erscheinungen scheinen sich innerhalb eines Monats zu entwickeln und verschwinden dann nach einigen Wochen wieder. Basierend auf den OPAL-Bildern konnten die Wissenschaftler ein theoretisches Modell für die Entstehung dieser polaren Wirbelstürme entwickeln.

Besonders bemerkenswert ist Jupiter's Magnetfeld, das etwa 20.000 Mal stärker ist als das der Erde. Es erzeugt, ähnlich wie auf der Erde, Polarlichter durch elektrisch geladene Teilchen, die an den Polen in die Atmosphäre eindringen. Zudem umgibt Jupiter ein Ring aus elektrisch geladenen Teilchen, die von den aktiven Vulkanen des Jupitermonds Io stammen.

Die Wechselwirkungen zwischen diesem Teilchenring und dem starken Magnetfeld an den Polen führen laut Tsubota und seinem Team immer wieder zur Bildung starker magnetischer Wirbel, die in die tiefere Atmosphäre des Planeten eindringen und dichte, dunstige Gase an die Oberfläche transportieren.

„Der Dunst in den dunklen Ovalen ist 50-mal intensiver als Normalzustände“, erklärte Xi Zhang von der University of California in Santa Cruz, was dazu führt, dass dieser Dunst ultraviolette Strahlung absorbiert und somit die Region dunkel erscheinen lässt.

Letztlich sind die Wirbelstürme an Jupiters Polen eine Folge der vulkanischen Aktivität auf Io, die durch die starke Gezeitenwirkung verursacht wird. Diese Erkenntnisse über die komplexen Wechselwirkungen zwischen einem Planeten, seiner Atmosphäre, seinem Magnetfeld und seinen Monden könnten auch bedeutende Auswirkungen auf die Erforschung ähnlicher Gasriesen bei anderen Sternen haben. Welche Geheimnisse verbirgt der Himmel noch? Bleiben Sie dran!