An den Polen des größten Planeten unseres Sonnensystems, Jupiter, wüten monatelang riesige Wirbelstürme, die in etwa die Größe der Erde erreichen. Ein internationales Forschungsteam aus den USA und Großbritannien hat nun herausgefunden, dass magnetische Wirbel diese beeindruckenden Tornados verursachen. Diese Wirbel dringen tief in die Atmosphäre Jupiters ein und heben dunstige Gase an die Oberfläche, wie im Fachjournal „Nature Astronomy“ berichtet wird.

Diese langanhaltenden Wirbelstürme sind auf Jupiter tatsächlich keine Seltenheit. Der bekannteste von ihnen ist der Große Rote Fleck, ein gewaltiger Sturm, der mehr als 16.000 Kilometer Durchmesser hat und bereits 1664 vom englischen Naturforscher Robert Hooke entdeckte wurde. Der Große Rote Fleck tobt nach wie vor und ist ein eindrucksvolles Beispiel für die dynamische Atmosphäre des Gasplaneten. Diese Wirbel entstehen durch die aufsteigenden Gase aus dem warmen Inneren Jupiters, die von den schnell drehenden oberen Wolkenbändern erfasst und in Bewegung gesetzt werden.

Besonders bemerkenswert ist, dass ein solches Phänomen in den kalten Polarregionen Jupiters unerwartet auftritt. Die Planetenforscher waren daher erstaunt, als Ende der 1990er Jahre ein Bild des Weltraumteleskops Hubble im ultravioletten Bereich dunkle Ovale an den Polen des Riesenplaneten zeigte.

Im Jahr 2000 bestätigte die Raumsonde Cassini während ihrer Reise zum Saturn die Existenz dieser dunklen Ovale am Nordpol. Es wurde zwar vermutet, dass es sich bei diesen Phänomenen um Wirbelstürme handeln könnte, jedoch konnten sich die Wissenschaftler bislang keinen Reim auf deren Ursprung in den polaren Regionen machen.

Um das Rätsel zu entschlüsseln, untersuchten Troy Tsubota von der University of California in Berkeley und sein Team Archivbilder des Hubble-Teleskops. Im Rahmen des Projekts OPAL (Outer Planets Atmosphere Legacy) wurden jährlich Fotos von Jupiter sowie von Saturn, Uranus und Neptun aufgenommen, um Änderungen in deren Atmosphären zu dokumentieren.

In einem Zeitraum von 28 Jahren beobachteten die Forscher insgesamt acht dunkle Ovale am Südpol und zwei am Nordpol Jupiters. Diese Erscheinungen scheinen sich innerhalb eines Monats zu bilden und verschwinden dann wieder, was auf eine dynamische atmosphärische Aktivität hinweist. Die OPAL-Bilder boten den Wissenschaftlern wichtige Daten zur Entwicklung eines theoretischen Modells für die polaren Wirbelstürme.

Jupiter besitzt ein Magnetfeld, das etwa 20.000 Mal stärker ist als das der Erde. Wie auf unserem Planeten erzeugen elektrisch geladene Teilchen, die entlang der Magnetfeldlinien an den Polen in die Atmosphäre eindringen, auch auf Jupiter beeindruckende Polarlichter. Zudem wird Jupiter von einem Ring elektrisch geladener Teilchen umgeben, die aus den zahlreichen aktiven Vulkanen des Jupitermonds Io stammen.

Die Wechselwirkung zwischen diesem Teilchenring und dem mächtigen Magnetfeld an den Polen führt dazu, dass sich immer wieder starke magnetische Wirbel bilden, die tief in die Atmosphäre des Planeten eindringen und dichte, dunstige Gase nach oben transportieren. Team-Mitglied Xi Zhang von der University of California in Santa Cruz erklärte: „Der Dunst in den dunklen Ovalen ist 50-mal intensiver als gewöhnlich“, weshalb er ultraviolette Strahlung absorbiert und die Region dunkel erscheinen lässt.

Somit sind die Wirbelstürme an den Polen Jupiters eine direkte Folge des Vulkanismus auf Io, welcher wiederum durch die starke Gezeitenwirkung des riesigen Planeten hervorgerufen wird. Diese Erkenntnisse über das Zusammenspiel zwischen einem Planeten, seiner Atmosphäre, seinem Magnetfeld und seinen Monden könnten für die Erforschung großer Gasplaneten außerhalb unseres Sonnensystems von entscheidender Bedeutung sein.