In unserem Sonnensystem voller Wunder sticht der Große Rote Fleck des Jupiters immer noch unter den vielen Kuriositäten hervor. Dieser chaotische, ovale rote Fleck ist durch kleine Teleskope sichtbar und sieht aus wie ein böses Auge, das aus dem riesigen Gasriesenplaneten herausschaut. Der Große Rote Fleck (NVF) ist so riesig, dass die ganze Erde in ihn hineingeworfen werden könnte, und unser Planet könnte in ihn hineingestürzt werden, ohne seine Seiten zu berühren.

Das seltsame Phänomen existiert seit Jahrhunderten und birgt viele Geheimnisse, aber man erfährt immer mehr darüber. So deuten die Ergebnisse einer Studie, die kürzlich in der Zeitschrift Geophysical Research Letters veröffentlicht wurden, darauf hin, dass die NVF nicht so alt ist wie bisher angenommen und dass sie, obwohl sie viele Jahre andauern kann, offenbar kürzer als erwartet ist.

Antizyklon auf dem Platz

Die NVF ist das bekannteste Phänomen des Jupiters. Man könnte sagen, dass es sich um eine Oberflächenerscheinung handelt, aber der Jupiter hat eigentlich keine Oberfläche: Was wir sehen, sind eigentlich Wolken über einer Atmosphäre, die Tausende von Kilometern tief ist. Die NVF ist ein bemerkenswert ausgedehntes und beständiges Wetterphänomen, das in den Wolken des Planeten wirbelt. Technisch gesehen handelt es sich dabei um ein Antizyklon - ein gegen den Uhrzeigersinn rotierendes Hochdrucksystem -, in dessen Zentrum Gase mit 450 km/h umherwirbeln.

Dieser riesige Sturm - der größte im Sonnensystem, soweit wir wissen - setzt sich aus zwei Regionen zusammen. Die NVF befindet sich im südlichen Äquatorialgürtel des Jupiters, einem von mehreren Bändern aus rötlichem Gas, die dem Planeten sein gestreiftes Aussehen verleihen. Bei diesen Bändern handelt es sich um Breitenwindmuster, die den Jetstreams auf der Erde ähneln, aber aufgrund der fehlenden Oberfläche des Jupiters, der riesigen Konvektionsströme von Gasen, die in der Atmosphäre auf und ab fließen, und der enormen Kräfte, die sich aus der schnellen, neun Stunden und 55 Minuten dauernden Rotation des Riesenplaneten ergeben, sehr viel komplexer sind.

Im Gegensatz zu irdischen Wirbelstürmen, die über große Gebiete unseres Planeten wandern können, bleiben die Stürme auf dem Jupiter in der Regel innerhalb eines einzigen Breitengrades, der durch starke Konvektionsströme begrenzt wird. Diese "Begrenzung" hält auch die NVF aufrecht und macht den Sturm extrem langlebig, dessen tatsächliches Alter ein altes astronomisches Rätsel ist.

Von Cassini bis zum heutigen Tag

Im Jahr 1665 beobachtete der italienische Astronom Giovanni Cassini als Erster die dunkle ovale Form auf dem Jupiter. Es wurde bis 1713 immer wieder beobachtet, und der aufgezeichnete Ort dieses "permanenten Flecks" fiel mit dem heutigen Standort der NVF zusammen. Die Entdeckung wird Cassini zugeschrieben, obwohl es möglich ist, dass ein anderer Astronom ihn 1632 gesehen hat - wenn das stimmt, existierte der Fleck mindestens 80 Jahre lang.

Die nächste bekannte Sichtung eines Sturms auf diesem Breitengrad erfolgte 1831, also mehr als ein Jahrhundert später, als Astronomen erneut von einem dunklen Fleck berichteten, der erst in den 1870er Jahren als rot bezeichnet wurde. Dieser Fleck - die NVF - wurde seither kontinuierlich beobachtet und ist nun fast 200 Jahre alt.

Interessanterweise zeigen alte Zeichnungen und sogar frühe Fotografien, dass der NVF einen viel größeren Durchmesser hatte als heute. Die erste Fotografie, die von der irischen Astronomin Agnes Mary Clerke 1879 aufgenommen wurde, zeigt ihn als flaches Oval mit einer longitudinalen (Ost-West) Breite von etwa 40.000 Kilometern - mehr als doppelt so viel wie der heute beobachtete kreisförmige Sturm. Aus irgendeinem Grund hat die NVF in den letzten anderthalb Jahrhunderten ihre Form erheblich verändert und ist geschrumpft.

Flicken oder Flicken?

Und hierin liegt eines der Rätsel. Könnte es sich bei dem Fleck, der von Cassini und anderen im 17. Jahrhundert gesehen wurde, um dasselbe Phänomen handeln wie bei der heutigen NVF? Wenn nicht, was wahrscheinlich ist, ist der ursprüngliche Fleck verschwunden und ein neuer Fleck auf demselben Breitengrad entstanden? Wenn dies der Fall ist, wie ist dies geschehen und warum haben sich die Flecken in Größe und Form verändert? Denken Sie daran, dass wir hier über ein Wettersystem von planetarischem Ausmaß sprechen.

Dies ist der Schwerpunkt der soeben veröffentlichten Studie. Detaillierte Beobachtungen des Jupiters zeigen, wie komplex und dynamisch die Atmosphäre des Riesenplaneten ist. Kleinere Stürme bilden sich und lösen sich wieder auf, während andere sich zusammenschließen und wachsen. Sie halten sich über viele Jahre und bilden manchmal viel, viel größere Strukturen.

Die Autoren der Studie haben numerische Modelle der atmosphärischen Strömungen des Jupiters verwendet, indem sie komplexe Strömungsgleichungen gelöst haben, um die Bewegung und das Verhalten der Gase zu simulieren, und dann die Ergebnisse mit einer Vielzahl von Archivmessungen der NVF verglichen, die über Jahrhunderte aufgezeichnet wurden.

Modelle und Realität

Die Forscher haben mehrere mögliche Ursprünge für die NVF modelliert, um zu sehen, ob einer von ihnen mit den Beobachtungsdaten übereinstimmt. Obwohl sie auf dem Jupiter häufig vorkommen, entsprechen die fusionierenden Stürme nicht wirklich dem, was man beobachten kann. Sie können zwar verschmelzen und ein größeres System bilden, aber selbst vier oder fünf Stürme zusammen können kein so ausgedehntes System wie die NVF erzeugen. Außerdem wurden in den Jahren zwischen 1713 und 1831 überhaupt keine derartigen Wirbel beobachtet, obwohl sie mit den damaligen Teleskopen mit Sicherheit sichtbar gewesen wären.

Ein weiterer möglicher Entstehungsmechanismus könnte ein Supersturm sein, ein Ansturm von wärmerem Gas aus dem Inneren des Jupiters, der über den Wolken ausbricht. Ein solcher massiver Sturm brach 2010 auf dem Saturn aus und erzeugte ein spektakuläres Wettersystem, das sich innerhalb von nur ein oder zwei Jahren abschwächte. Durch die Simulation eines solchen Ereignisses auf dem Jupiter haben Wissenschaftler herausgefunden, dass sich ein einzelnes massives Antizyklon-System bilden könnte, das jedoch nicht die Größe und Form der beobachteten NVF hätte. Darüber hinaus wurden solche Superstürme in dieser Breite auf dem Jupiter noch nie beobachtet, was die Schlussfolgerung bestätigt, dass etwas anderes für die NVF verantwortlich sein könnte.

Dabei könnte es sich um eine so genannte Südliche Tropische Störung handeln. Dabei handelt es sich um eine Art von Vermischung, die auftritt, wenn Gas in einem Band des Jupiters nach Norden oder Süden strömt und in ein angrenzendes Band übergeht. Dies kann die Strömung des benachbarten Bandes behindern und ernsthafte Wirbel erzeugen, die ziemlich groß werden können. Die Forscher haben diesen Prozess simuliert und festgestellt, dass sich bei den richtigen Geschwindigkeiten der interagierenden Winde ein riesiger Fleck mit NVF bilden könnte. Noch wichtiger ist, dass dieser Mechanismus auch die ständigen Veränderungen in Größe und Form der NVF erklären könnte.

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Aber wie lange könnte er noch existieren? Es ist gut dokumentiert, dass der Fleck schrumpft, und dieser Prozess hat sich seit den 2010er Jahren beschleunigt. Es ist nicht klar, wann Jupiters "wütendes Auge" verschwinden wird, oder ob es überhaupt verschwinden wird, aber die Tatsache, dass der von Cassini gesichtete Fleck sich ebenfalls als vergänglich erwiesen hat, deutet darauf hin, dass die NVF langfristig nicht von Dauer sein könnte. Zukünftige Astronomen könnten einen Jupiter ohne Fleck sehen. Wir wissen nicht, wie sich die Atmosphäre des Planeten entwickeln wird, aber eines ist sicher: Der König der Planeten ist nicht für seine Ruhe bekannt. Selbst wenn die NVF verblasst und sich auflöst, wird sich mit der Zeit wahrscheinlich ein anderer Nachfolgefleck an ihrer Stelle bilden.