Seit fast 200 Jahren beobachten Menschen den Großen Roten Fleck (GRS) auf dem Jupiter und fragen sich, was dahinter steckt. Dank der Juno-Mission der NASA haben wir es immer besser gesehen. Neue Bilder von JunoCam enthüllen einige der tieferen Details des langlebigsten Sturms unseres Sonnensystems.
JunoCam ist das Instrument für sichtbares Licht an Bord der NASA-Mission Juno zum Jupiter. Es ist nicht Teil der primären wissenschaftlichen Nutzlast des Juno-Raumfahrzeugs. Es wurde in die Mission aufgenommen, um uns zu engagieren und zu begeistern, und es hat uns nicht enttäuscht. Wie sich herausstellt, dienen die hochauflösenden Bilder von JunoCam einem wissenschaftlichen Zweck.
Eine neue Studie von Agustín Sánchez-Lavega (Universität des Baskenlandes, Spanien) hat die detaillierten Bilder von JunoCam verwendet, um die Morphologie der Wolken, aus denen die GRS besteht, genauer zu untersuchen. Bisher stammt das meiste, was wir über die GRS wissen, aus früheren Missionen bei Jupiter. Zuerst waren die Voyager-Missionen, dann die Galileo-Mission und natürlich das Hubble-Weltraumteleskop. Die Bildauflösung jeder nachfolgenden Mission hat sich verbessert, entspricht jedoch nicht der Auflösung von JunoCam.
Da sich die Bildqualität von nur 150 km / Pixel auf 7 km / Pixel verbessert hat, hat sich auch unser Verständnis der GRS verbessert. Das Papier von Sanchez-Lavega konzentriert sich auf fünf besondere morphologische Merkmale des Sturms: kompakte Wolkencluster, mesoskalige Wellen, spiralförmige Wirbel, den zentralen turbulenten Kern und Filamentstrukturen.
- Kompakte Wolkencluster ähneln Altocumuluswolken in der Erdatmosphäre und deuten möglicherweise auf die Kondensation von Ammoniak hin.
- Mesoskalige Wellen sind Wellenpakete, die Stabilitätsbereiche anzeigen können.
- Spiralwirbel sind Wirbel mit einem Radius von etwa 500 km, die auf eine starke horizontale Windscherung hinweisen.
- Der zentrale turbulente Kern der GRS ist ungefähr 5200 km lang oder ungefähr 40% des Erddurchmessers.
- Große dunkle, dünne, wellige Filamente mit einer Länge von 2.000 bis 7.000 km bewegen sich mit sehr hoher Geschwindigkeit um die Außenseite des Wirbels. Sie können eine andere Zusammensetzung als andere Merkmale haben oder eine andere Höhe haben.
Die Studie stellt fest, dass sich die Größe der GRS in den letzten 140 Jahren zwar dramatisch verändert hat, die Winde sich jedoch seit 1979, als die Voyager-Missionen Jupiter besuchten, nur geringfügig geändert haben. Die Autoren schlagen vor, dass eine „tief verwurzelte dynamische Zirkulation“ diese Windgeschwindigkeiten beibehält. Ferner legen sie nahe, dass die reichen Morphologien oben auf der GRS die Dynamik auf den Wolkendecken widerspiegeln.
Aus der Studie:
Ein Vergleich mit hochauflösenden Bildern aus früheren Missionen deutet auf eine hohe zeitliche Variabilität der Dynamik dieser Schicht hin, die durch die Wechselwirkung der GRS mit Phänomenen in der Nähe des Breitengrads stark verstärkt wird (Sánchez-Lavega et al. 1998, 2013). Während sich die Größe der GRS in den letzten 140 Jahren stark verändert hat (Rogers 1995; Simon et al. 2018), zeigt das Windfeld in der GRS im Zeitraum 1979–2017 bescheidene Veränderungen (Abbildung 6), was auf eine tief verwurzelte Situation hindeutet dynamische Zirkulation. Die in diesen Winden eingebetteten reichhaltigen GRS-Cloud-Top-Morphologien spiegeln die Dynamik an der Spitze des Systems wider.
Wissenschaftler arbeiten immer noch an einem tieferen Verständnis der Jupiter-Atmosphäre und wie die GRS gebildet und aufrechterhalten wird. Instrumente auf dem Juno-Raumschiff werden dabei helfen, ebenso wie das Hubble. Junos Mikrowellenradiometer (MWR) wurde entwickelt, um die verborgene Struktur unter Jupiters morphologisch atemberaubenden Wolkendecken zu untersuchen. Das MWR sollte in der Lage sein, die Jupiteratmosphäre bis zu einer Tiefe von 550 km zu untersuchen. Es hat sich bereits gezeigt, dass sich einige an der Oberfläche sichtbare atmosphärische Merkmale tatsächlich bis zu einer Tiefe von mindestens 300 km erstrecken.
Die Autoren der Studie fassen es am besten zusammen: „Unser Wissen über die GRS-Dynamik wird dank der laufenden Studien zur vertikalen Schwerkraftmessung und der Beobachtungen mit dem MWR-Instrument an Bord von Juno sowie einer unterstützenden Kampagne des HST weiter zunehmen. Erdgestützte Teleskope und das geplante zukünftige James Webb-Weltraumteleskop (Norwood et al. 2016) dieses einzigartigen und faszinierenden Phänomens. “
- Pressemitteilung der American Astronomical Society: JunoCam erfasst die Dynamik von Jupiters großem roten Fleck
- Studie: Die reiche Dynamik von Jupiters großem roten Fleck von JunoCam: Juno Images
- NASA Juno Mission Seite
- Pressemitteilung der NASA: Ein ganz neuer Jupiter: Erste wissenschaftliche Ergebnisse der Juno-Mission der NASA
