Seit mindestens 150 Jahren beobachten Astronomen Jupiters legendären Großen Roten Fleck (GRS), einen Hochdruckgebiet, das groß genug ist, um die Erde zu verschlucken. Aber es gibt immer wieder neue Überraschungen – vor allem, wenn das Hubble-Weltraumteleskop der NASA es aus der Nähe betrachtet.
Hubbles neue Beobachtungen des berühmten Roten Sturms, die 90 Tage lang zwischen Dezember 2023 und März 2024 gesammelt wurden, zeigen, dass das GRS nicht so stabil ist, wie es aussehen könnte. Die jüngsten Daten zeigen, dass das GRS wie eine Schüssel Gelatine wackelt. Die kombinierten Hubble-Bilder ermöglichten es den Astronomen, einen Zeitrafferfilm über das verschnörkelte Verhalten des GRS zu erstellen.
„Obwohl wir wussten, dass seine Bewegung in seiner Länge leicht variiert, haben wir nicht damit gerechnet, dass die Größe schwankt. Soweit wir wissen, wurde es bisher noch nicht identifiziert“, sagte Amy Simon vom Goddard Space Flight Center der NASA in Greenbelt, Maryland. Hauptautor der Arbeit veröffentlicht In Das Planetary Science Journal.
„Dies ist wirklich das erste Mal, dass wir den richtigen Abbildungsrhythmus des GRS haben. Mit der hohen Auflösung von Hubble können wir sagen, dass sich das GRS definitiv gleichzeitig ein- und ausdehnt, während es sich schneller und langsamer bewegt. Das war sehr unerwartet.“ , und derzeit gibt es keine hydrodynamischen Erklärungen.“
Dieser Zeitrafferfilm basiert auf Beobachtungen des Hubble-Weltraumteleskops über einen Zeitraum von etwa 90 Tagen (zwischen Dezember 2023 und März 2024), als der Riesenplanet Jupiter zwischen 391 und 512 Millionen Meilen von der Sonne entfernt war. Astronomen haben die Größe, Form, Helligkeit, Farbe und Wirbelstärke des Großen Roten Flecks über einen vollständigen Schwingungszyklus gemessen. Die Daten zeigen, dass der Große Rote Fleck nicht so stabil ist, wie er aussehen könnte. Es wurde beobachtet, wie es in seiner elliptischen Form eine Schwingung durchlief und wie eine Schüssel Gelatine wackelte. Die Ursache der 90-Tage-Schwankung ist unbekannt. Bildnachweis: NASA, ESA, Amy Simon (NASA-GSFC); Video: Joseph DePasquale (STScI)
Hubble überwacht Jupiter und die anderen Planeten des äußeren Sonnensystems jedes Jahr im Rahmen des von Simon geleiteten Outer Planet Atmospheres Legacy-Programms (OPAL), aber diese Beobachtungen stammten aus einem Programm, das dem GRS gewidmet war. Das Verständnis der Mechanismen der größten Stürme im Sonnensystem stellt die Theorie der Hurrikane auf der Erde in einen breiteren kosmischen Kontext, der für ein besseres Verständnis der Meteorologie auf Planeten um andere Sterne genutzt werden könnte.
Simons Team nutzte Hubble, um das GRS zu vergrößern, um einen detaillierten Blick auf seine Größe, Form und alle subtilen Farbveränderungen zu werfen.
„Wenn wir genau hinschauen, sehen wir, dass sich von Tag zu Tag viele Dinge ändern“, sagte Simon. Dazu gehören Beobachtungen mit ultraviolettem Licht, die zeigen, dass der ausgeprägte Kern des Sturms am hellsten wird, wenn das GRS in seinem Schwingungszyklus seine größte Größe erreicht. Dies deutet auf eine geringere Dunstabsorption in der oberen Atmosphäre hin.
„Während es beschleunigt und abbremst, drückt das GRS gegen die windigen Jetstreams nördlich und südlich davon“, sagte Co-Ermittler Mike Wong von der University of California in Berkeley. „Es ist vergleichbar mit einem Sandwich, bei dem sich die Brotscheiben ausbeulen, wenn zu viel Füllung in der Mitte ist.“
Wong verglich dies mit Neptun, wo dunkle Flecken wild in der Breite driften können, ohne dass starke Jetstreams sie an Ort und Stelle halten. Jupiters Großer Roter Fleck wurde für die erdgebundenen Teleskopbeobachtungen auf einem südlichen Breitengrad festgehalten, eingeschlossen zwischen den Jetstreams.
Das Team beobachtet seit Beginn des OPAL-Programms vor zehn Jahren weiterhin den Rückgang des GRS. Sie gehen davon aus, dass es weiter schrumpft, bevor es eine stabile, weniger längliche Form annimmt. „Im Moment überfüllt es sein Breitenband im Verhältnis zum Windfeld. Sobald es innerhalb dieses Bandes schrumpft, werden die Winde es wirklich an Ort und Stelle halten“, sagte Simon. Das Team geht davon aus, dass sich die Größe des GRS wahrscheinlich stabilisieren wird, Hubble hat ihn jedoch derzeit nur für einen Schwingungszyklus beobachtet.
Jupiters ikonischer Großer Roter Fleck, ein Sturm größer als die Erde, fasziniert Astronomen seit über 150 Jahren. Aber dank des Hubble-Weltraumteleskops der NASA sehen wir diesen legendären Sturm jetzt in einem ganz neuen Licht. Aktuelle Beobachtungen zeigen, dass der Große Rote Fleck schwankt und seine Größe schwankt. Bildnachweis: Goddard Space Flight Center der NASA; Hauptproduzent: Paul Morris
Die Forscher hoffen, dass in Zukunft weitere hochauflösende Bilder von Hubble andere Jupiter-Parameter identifizieren könnten, die auf die zugrunde liegende Ursache der Schwingung hinweisen.
Die Ergebnisse werden im präsentiert 56. Jahrestagung der Abteilung für Planetenwissenschaften der American Astronomical Societyin Boise, Idaho.
Weitere Informationen:
Amy A. Simon et al., Eine detaillierte Studie des Großen Roten Flecks des Jupiter über einen 90-tägigen Oszillationszyklus, Das Planetary Science Journal (2024). DOI: 10.3847/PSJ/ad71d1