Windige Energielieferaten auf dem Jupiter

News: Windige Energielieferaten auf dem Jupiter

In den großen Höhen der Jupiteratmosphäre ist es recht warm - viel wärmer, als man aufgrund der Entfernung zur Sonne erwarten würde. Wissenschaftler haben nun herausgefunden, woran das liegt: Es sind heftige Ionenwinde, die mitunter sogar Überschallgeschwindigkeit erreichen und die Atmosphäre aufheizen.

Aurorae, oder Polarlichter, gibt es auf dem Jupiter jede Menge. Sie ähneln denen auf der Erde, nur daß sie tausendmal stärker sind. Das Licht entsteht, wenn energiereiche Teilchen – zumeist Elektronen – in Spiralen um die Magnetfeldlinien in die obere Atmosphäre eintreten. Jupiters Magnetfeld ist 4000 mal stärker als das der Erde, die Magnetosphäre einhundertmal größer. Wäre sie mit den bloßen Augen sichtbar, würde sie für einen Beobachter auf der Erde die Sonne in ihrer scheinbaren Größe übertreffen. Ferner ist der Planet von einer magnetosphärischen Plasmaschicht umgeben, die aus geladenen Gas- und Staubteilchen besteht und mit Jupiter rotiert. Sie vollführt etwa alle 9 Stunden und 55 Minuten eine Umdrehung und erstreckt sich so weit, daß beispielsweise auch der vulkanisch aktive Mond Io in ihr liegt.

"Damit die Plasmaschicht zusammen mit Jupiter rotieren kann, ist schon sehr, sehr viel Energie nötig", erläutert Steve Miller vom Department of Physics and Astronomy des University College London. "So wie Io Gas und Staub herauspumpt – circa eine Tonne pro Sekunde – schätzen wir, daß es bis zu zehn Millionen Megawatt sein müssen." Doch woher kommt diese Energie?

Dieser Frage gingen Miller und ein internationales Team von Astronomen nach. Sie veröffentlichten ihre Ergebnisse in Nature vom 13. Mai 1999. Bei der Auswertung von Daten der Infrared Telescope Facility (IRTF) der NASA auf Mauna Kea (Hawaii) entdeckten sie sogenannte aurorale Ionenjets. Diese Ionenwinde galten bereits lange Zeit aus aussichtsreiche Kandidaten, um zu erklären, wie Rotationsenergie in die Plasmaschicht gelangt. Direkte Beobachtungen gab es bisher aber nicht. In ihnen beschleunigen elektromagnetische Kräfte elektrisch geladene Moleküle auf eine durchschnittliche Geschwindigkeit von 2900 m/s (10 444 km/h). Die Gruppe entdeckte die Jets auf dem Jupiter, indem sie die Wellenlänge der Emissionslinien von H₃⁺ mit dem Spektrometer von IRTF untersuchte. Die schnelle Bewegung dieser Ionen ist dafür verantwortlich, daß ihre Linien der Dopplerverschiebung ausgesetzt sind. Daraus läßt sich dann die Geschwindigkeit berechnen.

Und das passiert auf dem Jupiter: Elektrische Ströme ziehen durch die Plasmaschicht und entlang des Magnetfeldes. Der Stromkreis wird dann bei den Polarlichtern geschlossen. Eine Art elektromagnetischer Reibung zwischen den Ionenjets und den anderen Teilen der Jupiteratmosphäre setzt dabei jede Menge Energie frei. Diese kann den restlichen Planeten erhitzen, was erklärt, warum die Temperatur in den Höhen der Atmosphäre ungefähr 1000 K beträgt – mehrere Hunderte Grad über jenem Wert, den das Sonnenlicht allein verursachen kann.

Siehe auch

Spektrum Ticker vom 10.1.1998
"Polarlichter auf Jupiter"
(nur für Ticker-Abonnenten zugänglich)
Spektrum Ticker vom 26.4.1999
"Zum Geburtstag ein Photo"
(nur für Ticker-Abonnenten zugänglich)
Spektrum Ticker vom 25.11.1997
"Was Jupiter sonst nicht zeigt"
(nur für Ticker-Abonnenten zugänglich)

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