Das seltsame Wetterphänomen auf dem Jupiter, das zu einer globalen Erwärmung von bis zu 500°C führt
Zum ersten Mal entdeckten sie eine riesige Welle von Sonnenwind, die die schützende Blase des Jupiters zerdrückte und seine Temperatur um 350 bis 500°C ansteigen ließ.
Wissenschaftler der University of Reading haben ein Sonnenwindereignis entdeckt, das 2017 auf Jupiter einschlug und seine Magnetosphäre (eine schützende Blase, die durch das Magnetfeld des Planeten entsteht) komprimierte. Dadurch entstand eine heiße Region, die sich über die Hälfte des Jupiterumfangs erstreckte und Temperaturen von mehr als 500 °C aufwies, deutlich höher als die typische atmosphärische Hintergrundtemperatur von 350 °C.
Eine neue Studie, die in der Fachzeitschrift Geophysical Research Letters veröffentlicht wurde , beschreibt zum ersten Mal einen solaren Ausbruch, von dem die Wissenschaftler nun annehmen, dass er 2-3 Mal im Monat auf den Jupiter trifft. Dr. James O'Donoghue, Hauptautor der Studie an der University of Reading, sagte: "Wir haben noch nie zuvor die Reaktion des Jupiters auf den Sonnenwind aufgezeichnet, und die Art und Weise, wie er die Atmosphäre des Planeten verändert hat, war sehr unerwartet. Es ist das erste Mal, dass wir so etwas auf einer äußeren Welt gesehen haben."
Der Sonnenwind hat die Magnetosphäre des Jupiters zerquetscht
Der Sonnenwind zerdrückte den Magnetschild des Jupiters wie einen riesigen Squashball. Dadurch entstand eine überhitzte Region, die sich über die Hälfte des Planeten erstreckt. Jupiter hat einen Durchmesser, der 11 Mal so groß ist wie der der Erde, was bedeutet, dass diese heiße Region riesig ist.
Wissenschaftler haben Jupiter, Saturn und Uranus in den letzten zehn Jahren immer genauer untersucht. Diese Riesenplaneten sind nicht so immun gegen den Einfluss der Sonne, wie wir einst dachten; sie sind anfällig, genau wie die Erde.
Der Jupiter dient als Labor, in dem wir untersuchen können, wie die Sonne auf Planeten im Allgemeinen wirkt. Indem wir beobachten, was dort passiert, können wir die Auswirkungen von Sonnenstürmen besser vorhersagen und verstehen, die GPS, Kommunikation und Stromnetze auf der Erde stören könnten.
Das Magnetfeld des Jupiters
Der größte Teil des Magnetfelds des Jupiters wird, wie bei der Erde, durch einen internen Dynamo erzeugt, der durch die Zirkulation von leitfähiger Flüssigkeit in seinem äußeren Kern (bestehend aus metallischem Wasserstoff) sowie durch elektrische Ströme im Plasma um den Jupiter und an den Rändern seiner Magnetosphäre unterstützt wird.
Die jovianische Magnetosphäre ist der Hohlraum im Sonnenwind, der durch das Magnetfeld des Jupiters entsteht. Sie erstreckt sich 7 Millionen Kilometer in Richtung Sonne und in der entgegengesetzten Richtung fast bis zur Umlaufbahn des Saturns. Sie ist größer und leistungsfähiger als jede andere Magnetosphäre im Sonnensystem und ist nach der Heliosphäre die größte bekannte zusammenhängende Struktur. Sie ist breiter und flacher als die Magnetosphäre der Erde, und ihr magnetisches Moment ist etwa 18.000 Mal stärker.
Die Magnetosphäre des Jupiters wird durch das Plasma seiner eigenen Rotation angetrieben und nicht wie die der Erde durch den Sonnenwind. Starke Ströme in der Magnetosphäre erzeugen permanente Polarlichter an den Polen des Jupiters.
Die starken Polarlichter des Jupiters setzen enorme Energiemengen in der oberen Atmosphäre des Planeten frei, insbesondere in den Polarregionen. Normalerweise nehmen die Temperaturen zum Äquator hin allmählich ab, was zeigt, wie sich die Energie der Polarlichter über den Planeten verteilt. Eine kürzlich gemachte Entdeckung zeigte jedoch eine ausgedehnte Hochtemperaturregion weit entfernt von den Polarlichtern, was dieses typische Muster durchbricht.
Vorhersage zum Schutz der Erde
Durch die Kombination von bodengestützten Beobachtungen des Keck-Teleskops mit Daten der Juno-Sonde der NASA und Sonnenwindmodellen stellten die Forscher fest, dass eine dichte Region des Sonnenwindes die riesige Magnetosphäre des Jupiters kurz vor Beginn der Beobachtungen komprimiert hatte. Diese Kompression scheint die Erhitzung der Polarlichter an den Polen des Jupiters verstärkt zu haben , wodurch sich die obere Atmosphäre ausdehnte und sich heißes Gas in Richtung Äquator ausbreitete.
Bisher glaubten die Wissenschaftler, dass die schnelle Rotation des Jupiters die Erwärmung der Polarlichter aufgrund der starken Winde auf die Polarregionen beschränken würde. Diese Entdeckung beweist das Gegenteil und deutet darauf hin, dass die Atmosphären von Planeten in unserem Sonnensystem möglicherweise anfälliger für solare Einflüsse sind als bisher angenommen. Sonneneruptionen könnten die Dynamik der oberen Atmosphäre von Riesenplaneten erheblich verändern und globale Winde erzeugen, die die Energie über den gesamten Planeten verteilen.
Professor Mathew Owens, Mitautor von der University of Reading, erklärte: "Unser Sonnenwindmodell hat genau vorhergesagt, wann die Jupiteratmosphäre gestört werden würde. Dies hilft uns, die Genauigkeit unserer Vorhersagesysteme besser zu verstehen, was für den Schutz der Erde vor gefährlichen Weltraumwetterbedingungen von entscheidender Bedeutung ist."
Zusammenfassend lässt sich sagen, dass diese Studie festgestellt hat:
- Die obere subaurorale Atmosphärentemperatur des Jupiters stieg um 200 K in einer Region, die sich über 180° Länge und 8° Breite erstreckt.
- Daten von Juno und Sonnenwindmodelle zeigen, dass die Magnetosphäre des Jupiters einige Stunden zuvor durch schnelle Sonnenwindströme komprimiert wurde.
- Die heiße Erscheinung könnte sich von der Aurora mit 1,1 ± 0,2 km/s in Richtung Äquator bewegt haben oder durch eine neue Energiequelle in der Magnetosphäre angetrieben worden sein.
Quellenhinweis:
O'Donoghue, J., Moore, L., et al. "Sub-Auroral Heating at Jupiter Following a Solar Wind Compression". Geophysical Research Letters. April 3, 2025.