Wolkensystem auf der Nordhalbkugel des Jupiters, aufgenommen von der Raumsonde Juno (Bildnachweis: NASA)
Wie unterschiedlich sind die Gasschichten des Jupiters und die Ozeane der Erde? Vielleicht nicht so sehr, wie Sie erwarten.
Lia Siegelman, Ozeanografin an der Scripps Institution of Oceanography der Universität von Kalifornien in San Diego, hat den Jupiter durch die Brille der Ozeane der Erde betrachtet, um herauszufinden, was die wütenden Wirbelstürme des Gasriesen antreibt. „Jupiter ist im Grunde ein Ozean aus Gas“, sagte sie in einer Erklärung.
Siegelmans ursprüngliche Forschungsarbeit, die im Jahr 2022 veröffentlicht wurde, zeigte, dass jovianische Wirbelstürme durch Konvektion angetrieben werden, ähnlich wie die Stürme auf der Erde. Im Anschluss an diese Studie analysieren sie und ihr Team nun Filamente oder „hauchdünne Ranken“ zwischen den Wirbeln des Jupiters, die auf Satellitenbildern des Gasriesen zu sehen sind, die von der NASA-Raumsonde Juno aufgenommen wurden.
Bei der Berechnung der horizontalen Windgeschwindigkeit der Wolken und Filamente der Welt durch eine Analyse von Infrarotbildern stellte Siegelman fest, dass sich die Filamente ähnlich wie Fronten im Ozean und in der Atmosphäre der Erde zu verhalten scheinen, wie Kaltfronten oder Sturmfronten. Diese Fronten stellen eine Grenze zwischen Massen mit unterschiedlicher Dichte dar (auf der Erde hängt dies normalerweise von der Temperatur der Atmosphäre und dem Salzgehalt des Ozeans ab). Fronten sind in der Regel mit starken Winden oder Strömungen entlang ihrer Ränder verbunden, die die Wirbelstürme auf Jupiter antreiben könnten.
Das Team nutzte dann Methoden aus der Ozeanographie und der Atmosphärenforschung, um die vertikalen Windgeschwindigkeiten der Filamente zu berechnen, was die Ähnlichkeit im Verhalten der Fronten auf der Erde und auf dem Jupiter bestätigte. Auf diese Weise stellte das Team fest, dass die Filamente dazu beitragen, Wärmeenergie aus dem Inneren des Jupiters in seine obere Atmosphäre zu transportieren, und damit zu etwa „einem Viertel der gesamten kinetischen Energie, die Jupiters Wirbelstürme antreibt, und zu vierzig Prozent des vertikalen Wärmetransports“ beitragen, heißt es in der Erklärung.
„Es ist faszinierend, dass Fronten und Konvektion auf der Erde und dem Jupiter vorhanden und einflussreich sind – das deutet darauf hin, dass diese Prozesse auch auf anderen turbulenten Flüssigkeitskörpern im Universum vorhanden sein könnten“, sagte Siegelman. „Es liegt eine gewisse kosmische Schönheit darin, herauszufinden, dass diese physikalischen Mechanismen auf der Erde auch auf anderen fernen Planeten existieren.“
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Die Forschungsergebnisse des Teams wurden am 6. Juni in der Zeitschrift Nature Physics veröffentlicht.
