Jupiter und seine roten Flecken

Astronomen von der Universität Berkeley, Kalifornien, haben mit dem Keck-Observatorium auf Hawaii neue Infrarotbilder vom Jupiter und seinen zwei massiven Stürmen gemacht – der große Red Spot und sein kleinerer Bruder Red Spot Junior.

Ein Beitrag von Martin Ollrom. Quelle: Universität Berkeley.

Im letzten Monat wurde der Jupiter mit dem Keck-Observatorium auf Hawaii im hochauflösenden nahen Infrarotbereich untersucht. Ziel dieser Aktion war der so genannte große Red Spot (übersetzt „roter Fleck“) – ein anhaltender Hochdrucksturm auf dem Jupiter. Gerade zur selben Zeit hat Red Spot seinen kleineren und jüngeren Sturmbruder Red Spot Junior passiert, ein Ereignis, das nur alle zwei Jahre auftritt. Die beiden scheinen sich in entgegengesetzter Richtung ein Wettrennen um den Planeten Jupiter zu liefern. Neben Jupiter wird auch noch Jupiters Mond Io auf dem Foto gezeigt, das am 20. Juli auf Hawaii mit dem Keck-II-Teleskop aufgenommen wurde. Um das Bild zu schärfen, mussten adaptive Optiken verwendet werden.

Keck Observatorium
Jupiter und seine “roten” Flecken auf einem Infrarotbild. Dadurch erscheinen die Flecken nicht rot sondern weiß.
(Bild: Keck Observatorium)

Die Flecken sind für die Astronomen interessant, weil Red Spot Jr. durch eine „Verschmelzung“ von drei weißen Flecken geformt wurde. Dies geschah im Zeitraum von 1998 bis 2000, und im Dezember 2005 färbte er sich plötzlich und überraschend rot, wie sein weit älterer Bruder – der große Red Spot. Dabei kann der kleinere rote Fleck nur im Vergleich mit seinem größeren Bruder als „klein“ bezeichnet werden. Im Vergleich mit der Erde ist er sehr groß, denn er hat ungefähr die Größe unseres Heimatplaneten. Der größere rote Fleck könnte die Erde zweimal fassen und umrundet Jupiter nunmehr seit 342 Jahren.

Die Near Infrared Camera 2 (NIRC2) am Keck-II-Teleskop zeigt uns, dass die beiden Flecken im sichtbaren Lichtbereich beinahe die gleiche Farbe haben. Im Infrarotbereich kann man die beiden schon um einiges besser auseinander halten. Red Spot Jr., der vor seiner Färbung von weiß auf rot „Oval BA“ genannt wurde, war um einiges dunkler. Dies könnte damit zusammenhängen, dass die Sturmwolkengrenzen bei Red Spot Jr. in niedrigerer Höhe liegen als bei seinem großen Bruder. Mit mehr Atmosphäre über den Wolken kann mehr Infrarotlicht von Molekülen absorbiert werden. Deswegen erscheint Red Spot Jr. durch Infrarotaugen dunkler.

„Entweder liegt Red Spot Jr. tiefer als sein Bruder oder er reflektiert einfach nicht so gut“, sagt der Astronom Imke de Pater, Professor an der Universität Berkeley und Chef der Untersuchungen. Man vermutet den großen Red Spot etwa acht Kilometer über der rotierenden Wolkendecke. Die Tatsache, dass sich nun auch Red Spot Jr. rot färbte, verwundert die Forscher. Das könnte bedeuten, dass die Sturmwolken ebenfalls weiter nach oben geklettert sind beziehungsweise gewachsen sind.

Warum gerade rot?
Diese Frage wird heiß diskutiert. Manche glauben, es liegt an den stürmischen Winden, die bis zu 400 Meilen pro Stunde erreichen können und Material von tiefer liegenden Atmosphärenschichten aufwirbeln. Diese aufgewirbelten Materialien erscheinen dann durch das Sonnenlicht rot. Ein Kandidat für eines dieser mysteriösen Materialien ist Phosphinegas (PH3). Dieses Gas wurde auf Jupiter bereits entdeckt. Durch ultraviolettes Licht der Sonne soll dieses PH3 Gas dann zu rotem Phosphor P4 konvertiert werden – so die eine der zwei Haupttheorien. Die andere Theorie ist etwas komplexer und besagt, dass Phosphinegas mit der Atmosphäre interagiert, zum Beispiel mit Methan oder Ammoniak. Dadurch sollen durch chemische Reaktionen komplexe chemische Strukturen beziehungsweise Elemente entstehen wie etwa Methylphosphane. Dieses soll dann wiederum rot leuchten.

Aktuelle Studien zeigen, dass die rote Farbe möglicherweise auch von Schwefel stammen könnte. Schwefel ist bekannt dafür, dass es verschiedene molekulare Konfigurationen annehmen kann, etwa Ketten oder Ringe aus purem Schwefel (S3-S20). Die Studien besagen, dass Ammoniakhydrosulfid-Partikel in den Red Spot gelangen und dort vom ultravioletten Licht gebrochen werden. Durch eine chemische Reaktion entstehen dann Schwefelketten oder Schwefelringe und diese können von rot bis gelb variieren.

„Das letzte Wort bezüglich der Haupttheorie über den exakten Prozess der Rotfärbung von Red Spot und Red Spot Jr. ist noch nicht gesprochen“, wurde de Pater in der August-Ausgabe 2006 vom Sky & Telescope Magazin zitiert.

Christopher Go, ein Amateurastronom, hat als erster bemerkt, dass sich die Farbe von Red Spot Jr. ändert. Anfang des Jahres ist er in das wissenschaftliche Team von de Pater gekommen. Er bemerkte auch, dass Red Spot Jr. immer gestaucht wurde, als er an seinem großen Bruder vorbeizog. Dies war 2002, 2004 und jetzt auch 2006 so. Dies passierte auch schon damals, als Junior noch weiß war. Die beiden Stürme rotieren nämlich in verschiedene Richtungen und treffen sich logischerweise immer wieder. Während der Red Spot westwärts, und damit auch gegen Jupiters Rotation, rotiert, hat der kleinere Red Spot Jr. die östliche Jupiter-Rotation angenommen.

Das Klima soll sich laut Aussagen von einigen Forschern auch gewandelt haben. Die Verschmelzung von drei kleineren weißen Stürmen zu Red Spot Jr. ist ein Beweis dafür. Die Temperaturen am gesamten Planeten haben sich geändert – an den Polen kälter und am Äquator heißer.

Wie auch immer! Das Geheimnis um Jupiters rote Flecken ist längst nicht gelöst. Wir dürfen uns auf weitere spannende und interessante Theorien und Funde freuen. Jetzt vermisst man die robuste Jupitersonde Galileo gleich um einiges mehr.

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