An den entlegenen Polen des größten Planeten unseres Sonnensystems, Jupiter, wüten monatelang gewaltige Wirbelstürme, die in ihrer Größe der Erde Konkurrenz machen. Eine bahnbrechende Studie von Wissenschaftlern aus den USA und Großbritannien hat nun enthüllt, dass diese beeindruckenden Stürme durch magnetische Wirbel verursacht werden, die tief in die dichte Atmosphäre des Gasriesen eindringen. Diese Erkenntnisse wurden im renommierten Fachblatt „Nature Astronomy“ veröffentlicht.

Jupiter ist bekannt für seine langen und intensiven Wirbelstürme, das bekannteste Beispiel ist der Große Rote Fleck, ein Sturm von über 16.000 Kilometern Durchmesser. Dieser faszinierende Sturm wurde bereits 1664 vom englischen Naturforscher Robert Hooke dokumentiert und thront weiterhin in der Atmosphäre dieses beeindruckenden Planeten. Die Entstehung dieser Stürme wird durch aufsteigende Gase aus dem warmen Inneren Jupiters erleichtert, die von den extrem schnellen Bewegungen der oberen Wolkenschichten erfasst und in Drehung versetzt werden.

Doch die Entdeckung dunkler Ovale im ultravioletten Bereich, festgehalten in Bildern vom Weltraumteleskop Hubble Ende der 1990er Jahre, stellte eine große Überraschung dar. Die Bilder zeigten diese dunklen Strukturen an den Polen Jupiters und erweckten die Neugier der Planetenforscher. Im Jahr 2000 bestätigte die Raumsonde Cassini während ihrer Mission zum Saturn die Existenz dieser Phänomene am Nordpol von Jupiter. Obwohl die Forscher annahmen, dass es sich um Wirbelstürme handeln könnte, blieben die Ursachen für deren Auftreten in den Polarregionen rätselhaft.

Um das Mysterium dieser polaren Wirbelstürme zu entschlüsseln, analysierte das Forschungsteam um Troy Tsubota von der University of California in Berkeley Archivbilder des Hubble-Weltraumteleskops. Im Rahmen des Projekts OPAL (Outer Planets Atmosphere Legacy) wurden jährlich Fotos von Jupiter und den anderen äußeren Planeten gemacht, um atmosphärische Veränderungen zu dokumentieren. Die Auswertung der Hubble-Bilder über einen Zeitraum von 28 Jahren offenbarte acht dunkle Ovale am Südpole und zwei am Nordpol Jupiters. Diese Ovale scheinen innerhalb eines Monats zu entstehen und verschwinden wieder nach einigen Wochen.

Besonders bemerkenswert ist, dass Jupiters Magnetfeld, welches etwa 20.000 Mal stärker ist als das der Erde, eine entscheidende Rolle bei der Bildung dieser Wirbelstürme spielt. Elektrisch geladene Teilchen, die entlang der Magnetfeldlinien an die Pole eindringen, erzeugen Polarlichter. Zudem wird Jupiter von einem Ring aus elektrisch geladenen Teilchen umgeben, der von den vielen aktiven Vulkanen des Jupitermonds Io stammt.

Die Interaktion zwischen diesem Teilchenring und dem starken Magnetfeld am Jupiter führt laut den Schlussfolgerungen des Forschungsteams immer wieder zur Bildung intensiver magnetischer Wirbel. Diese sinken tief in die Atmosphäre ab und transportieren dichte, dunstige Gase an die Oberfläche. „Der Dunst in den dunklen Ovalen ist 50-mal konzentrierter als gewöhnlich“, erklärte Xi Zhang von der University of California in Santa Cruz. Das führt dazu, dass diese Regionen ultraviolette Strahlung absorbieren und deshalb dunkel erscheinen.

Die Wirbelstürme an den Polen sind somit eine direkte Folge des Vulkanismus auf Io, der wiederum durch die starke Gezeitenwirkung des großen Planeten hervorgerufen wird. Diese faszinierenden Erkenntnisse über die komplexen Wechselwirkungen zwischen einem Planeten, seiner Atmosphäre, seinem Magnetfeld und seinen Monden könnten auch für die Erforschung von Gasplaneten in anderen Sonnensystemen von großer Bedeutung sein. Die Geheimnisse des Jupiter sind noch lange nicht entschlüsselt und warten darauf, von zukünftigen Generationen von Astronomen entdeckt zu werden!