Als das Juno-Raumschiff im Juli 2016 bei Jupiter ankam, machte es sich schnell an die Arbeit. Unter der Vielzahl atemberaubender Bilder des Planeten befanden sich unsere ersten Bilder von Jupiters Polen. Und was wir dort sahen, war eine große Überraschung: geometrische Anordnungen von Zyklonen in beständigen Mustern.
Jupiters Polarregionen waren für erdgebundene Beobachter schon immer ein Rätsel. Der Planet ist nicht stark geneigt, was bedeutet, dass die Pole immer verlockend außer Sicht sind. Andere Raumschiffe, die Jupiter besuchen, haben sich auf die Äquatorregionen konzentriert, aber Junos zirkumpolare Umlaufbahn gibt uns gute Nahaufnahmen der Jupiter-Pole.
„Sie sind außerordentlich stabile Anordnungen solcher chaotischen Elemente. Wir haben so etwas noch nie gesehen. " - Morgan O'Neill, Universität von Chicago
Juno verfügt über eine ganze Reihe von Instrumenten, mit denen einige der Geheimnisse rund um Jupiter gelüftet werden können, darunter ein Infrarot-Imager und eine Kamera für sichtbares Licht. Die Polarregionen sind ein besonderer Schwerpunkt der Mission, und die Astronomen freuten sich auf ihre ersten Ansichten der verborgenen Pole des Jupiter. Sie wurden nicht enttäuscht, als sie sie bekamen.
Jeder Jupiter-Pol ist eine geometrische Anordnung großer Zyklone, die in beständigen polygonalen Mustern angeordnet sind. Am Nordpol sind acht Stürme um einen einzelnen polaren Zyklon angeordnet. Im Süden wird ein Sturm von fünf anderen umgeben.
Dies war eine erstaunliche Entdeckung und führte schnell zu Fragen über das Warum und Wie dieser Sturmarrangements. Jupiters Atmosphäre wird von Sturmaktivitäten dominiert, einschließlich der bekannten horizontalen Sturmbänder in den Äquatorregionen und des berühmten Großen Roten Flecks. Aber diese fast kunstvollen Arrangements von Polarstürmen waren etwas anderes.
Die anhaltende Anordnung der Stürme ist ein Rätsel. Unser derzeitiges Verständnis sagt uns, dass die Stürme herumdriften und verschmelzen sollten, aber diese Stürme tun beides nicht. Sie drehen sich einfach an Ort und Stelle.
Ein neues in Nature veröffentlichtes Papier befasst sich eingehender mit diesen besonderen Anordnungen von Stürmen. Das Papier stammt von Wissenschaftlern einer internationalen Gruppe von Institutionen, darunter der University of Chicago. Es ist eines von vier Artikeln, die neuen Beobachtungen aus dem Juno-Raumschiff gewidmet sind.
Einer der Mitautoren der Arbeit ist Morgan O’Neill, ein Postdoktorand der Universität von Chicago. Zu den Stürmen sagte sie: „Es sind außerordentlich stabile Arrangements solcher chaotischen Elemente. Wir haben so etwas noch nie gesehen. "
Die seltsame geometrische Anordnung von Jupiters Polarstürmen erinnerte O’Neill an etwas aus der Bibliothek seltsamer physikalischer Phänomene, die nur unter Laborbedingungen beobachtet wurden. In den 90er Jahren hatten Wissenschaftler Elektronen verwendet, um eine reibungslose, turbulente 2-D-Flüssigkeit beim Abkühlen zu simulieren. Unter diesen Bedingungen beobachteten sie ein ähnliches Verhalten. Anstatt wie erwartet zu verschmelzen, klumpten kleine Wirbel zusammen und bildeten gleichmäßig verteilte Anordnungen um ein Zentrum. Sie nannten diese Arrays "Wirbelkristalle".
Dies könnte helfen zu erklären, was an Jupiters Polen passiert, aber es ist zu früh, um sicher zu sein. "Der nächste Schritt ist: Können Sie ein Modell erstellen, das einen virtuellen Planeten erstellt und diese Flüsse vorhersagt?" Sagte O'Neill. Dies ist der nächste Schritt zum Verständnis des Phänomens.
Vielleicht ist es nicht verwunderlich, dass diese zart aussehenden Stürme an den Polen so hartnäckig sind. Immerhin ist der Große Rote Fleck auf dem Jupiter seit über 200 Jahren sichtbar. Vielleicht ist Jupiter einfach riesig und stabil.
Die polaren Zyklone bedürfen jedoch noch einer Erklärung. Und was auch immer diese Erklärung ist, wenn wir verstehen, was auf Jupiter passiert, können wir andere Planeten besser verstehen.
