Der Große Rote Fleck ist ein Antizyklon, ein lang anhaltendes Hochdruckgebiet auf dem Jupiter, das anhaltende Stürme erzeugt. Dieser Sturm befindet sich auf der Südhalbkugel des Jupiters, ist der größte in unserem Sonnensystem und erscheint als riesiger roter Fleck auf der Oberfläche des Jupiters. Er existiert seit 150 Jahren und könnte laut NASA schon länger existieren.
Nach Angaben der American Physical Society wurde der Fleck möglicherweise 1664 vom englischen Wissenschaftler Robert Hooke oder 1665 vom italienischen Astronomen Giovanni Cassini entdeckt. Einer oder beide könnten entweder den Schatten eines Jupitermondes oder einen anderen Fleck beobachtet haben. Eine Abbildung eines roten Flecks auf dem Jupiter, der dem heutigen Fleck ähnelt, erschien 1831. Seit seiner Wiederentdeckung durch den amerikanischen Astronomen C.W. Pritchett im Jahr 1878 wird der Fleck kontinuierlich beobachtet.
Laut The Planets ist der Große Rote Fleck ein Hochdruckgebiet, das sich etwa alle sechs Tage gegen den Uhrzeigersinn dreht und laut Smithsonian Institution Windgeschwindigkeiten von bis zu 933 km/h erzeugt.
Auf der Erde bilden sich Hochdruckgebiete, wenn hoher Luftdruck dazu führt, dass Luft aus großen Höhen absinkt. Sie werden oft mit klarem, warmem und trockenem Wetter in Verbindung gebracht. Zyklone hingegen bilden sich um ein zentrales Tiefdruckgebiet, das Luft aufsteigen lässt und mit bewölktem, windigem und regnerischem Wetter in Verbindung gebracht wird.
Zusammengesetztes Bild des Jupiter, aufgenommen mit der NIRCam-Kamera des Webbs. NASA, ESA, CSA, Jupiter ERS Team; Bildbearbeitung durch Judy Schmidt
Obwohl Hochdruckgebiete auf der Erde keine Stürme im gleichen Ausmaß wie Zyklone verursachen, können sie laut Weather and Radar zu Stürmen und Unwettern beitragen, wie beispielsweise das Hochdruckgebiet Hartmut während der Kältewelle 2018 auf den Britischen Inseln.
Laut der Planetary Society ist den Wissenschaftlern zwar bekannt, wie sich Hochdruckgebiete auf der Erde bilden, doch niemand weiß genau, wie oder wann der Große Rote Fleck entstanden ist.
Es ist auch unklar, warum er so unglaublich langlebig ist, obwohl Wissenschaftler einige Vermutungen haben. Eine Hypothese besagt, dass er zwischen zwei entgegengesetzt gerichteten Jetstreams gefangen ist, die wie zwei Förderbänder wirken und den Großen Roten Fleck in beide Richtungen rotieren lassen, berichtet Insider. Eine andere Hypothese besagt, dass der vertikale Fluss von Wärme und Kälte innerhalb des Sturms zu seiner Aufrechterhaltung beiträgt. Ein wichtiger Faktor für seine Langlebigkeit ist die Tatsache, dass Jupiter als Gasplanet keine Oberfläche und daher keine Reibung hat, die den Sturm bremsen könnte, berichtet JStor Daily.
Der Große Rote Fleck ist 16.350 Kilometer breit, etwa 1,3-mal so breit wie die Erde (12.740 km). Früher war er jedoch viel größer. Als er Ende des 19. Jahrhunderts erstmals detailliert beobachtet wurde, wurde seine Breite auf etwa 48.280 Kilometer geschätzt, mehr als dreimal so breit wie die Erde.
Der Grund für das Schrumpfen des Großen Roten Flecks ist unbekannt. Möglicherweise haben sich die Wettermuster, die ihn am Leben erhalten, im Laufe einiger hundert Jahre einfach abgeschwächt. Es gibt auch Hinweise darauf, dass der Fleck im Laufe seiner Geschichte nicht nur geschrumpft, sondern auch gewachsen ist. Laut NASA wurde in den 1920er Jahren ein gewisses Wachstum verzeichnet.
Der Fleck scheint nicht nur zu schrumpfen, sondern auch seine Form, Farbe und andere Eigenschaften zu verändern. Eine Studie von Wissenschaftlern der NASA und der UC Berkeley aus dem Jahr 2018 ergab beispielsweise, dass der Sturm beim Schrumpfen scheinbar höher wurde. Einige Jahre später stellten dieselben Forscher fest, dass die Winde an dem Fleck allmählich zunahmen.
Da die Gründe für die Schrumpfung noch nicht vollständig geklärt sind, ist auch unklar, wie lange der Fleck bestehen bleiben wird. Einige Studien deuten darauf hin, dass er innerhalb von ein bis zwei Jahrzehnten verschwinden könnte, er könnte aber auch Jahrhunderte bestehen bleiben.
Trotz der charakteristischen Farbe sind sich die Forscher nicht ganz sicher, was genau die rote Farbe des Flecks verursacht. Einige Forscher vermuten, dass es an Chemikalien wie Ammoniak auf der Spitze des Sturms liegen könnte.
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Der Fleck scheint mit der Zeit seine Farbe zu verändern, was den Forschern ebenfalls unklar ist. Seit 2014 nimmt er laut NASA eine rötlich-orange Farbe an, die sich allmählich intensiviert hat. Die Veränderung könnte auf Veränderungen in der chemischen Zusammensetzung des Sturms oder der Verteilung der Gase in und über ihm zurückzuführen sein.
Obwohl sich Jupiter stark von der Erde unterscheidet, ist seine Sturmdynamik ähnlich. Ein besseres Verständnis der Stürme auf Jupiter, einschließlich des Großen Roten Flecks, könnte Wissenschaftlern daher helfen, das Wetter auf der Erde besser zu verstehen.
Der Große Rote Fleck hat ein kleineres Gegenstück, den Kleinen Roten Fleck oder Junior-Roten Fleck, der zwischen 1998 und 2000 als Folge von drei ovalen weißen Stürmen entstand.
Einer Studie aus dem Jahr 2016 zufolge ist das Gas über dem Großen Roten Fleck heißer als an jedem anderen Ort auf dem Jupiter. Forscher gehen davon aus, dass die Erwärmung durch Schallwellen verursacht wird, die durch die starken Turbulenzen des Sturms entstehen.
Dieses farbverstärkte Bild von Jupiters Großem Roten Fleck wurde am 1. April 2018 von der NASA-Raumsonde Juno aufgenommen. Es ist eine Komposition aus drei Einzelbildern, die während Junos zwölftem Vorbeiflug am Planeten aufgenommen wurden. Juno ist eine solarbetriebene Raumsonde, die eine Fläche von der Größe eines Basketballfeldes überspannt und lange, kreisende Umlaufbahnen um Jupiter absolviert. Sie sucht nach Antworten über die Entstehung und Entwicklung des Jupiters, unseres Sonnensystems und der Riesenplaneten im Kosmos. NASA/JPL-Caltech/SwRI/MSSS/Gerald Eichstedt/Sean Doran
Das Hubble-Teleskop hat entdeckt, dass der Große Rote Fleck des Jupiters schrumpft. Der berühmte Große Rote Fleck des Jupiters wird seit dem 19. Jahrhundert ständig beobachtet, doch dieses neue Phänomen ist beispiellos.
Das ehrwürdige Hubble-Weltraumteleskop beobachtete, wie der Große Rote Fleck des Jupiters schwankte, als würde er etwa alle 90 Tage schrumpfen und sich wieder ausdehnen. Die Entdeckung wurde am 9. Oktober in einem Artikel im Planetary Science Journal veröffentlicht.
Warum sich dieses riesige Hochdruckgebiet, dessen Größe seit Jahrzehnten schrumpft und dessen Breite derzeit etwa 14.750 Kilometer beträgt (obwohl der Astrofotograf Damian Peach angibt, dass es nur 12.500 Kilometer breit ist), auf diese Weise verhält, bleibt ein Rätsel.
„Mit der hohen Auflösung des Hubble-Teleskops können wir sagen, dass sich der Große Rote Fleck gleichzeitig zusammenzieht und ausdehnt und sich dabei schneller und langsamer bewegt“, sagte Amy Simon vom Goddard Space Flight Center der NASA in Maryland. „Das war völlig unerwartet, und es gibt derzeit keine hydrodynamische Erklärung.“
Astronomen unter der Leitung von Simon beobachteten den Großen Roten Fleck 88,5 Tage lang von Dezember 2023 bis März 2024 mit dem Hubble-Weltraumteleskop. Zeitrafferbilder aus dieser Zeit zeigen, dass sich der Große Rote Fleck entlang seiner großen Halbachse (dem breitesten Teil der Ellipse) periodisch ausdehnt und zusammenzieht.
„Wir wissen zwar, dass seine Bewegung in der Länge leicht schwankt, aber wir haben nicht erwartet, dass auch seine Größe schwankt“, sagte Simon.
Der Große Rote Fleck liegt 22 Grad südlich des Jupiteräquators, am Rande des südlichen Äquatorgürtels seiner Atmosphäre. Er ist starken Jetstreams ausgesetzt, die den Riesenplaneten mit einer Geschwindigkeit von 428 km/h umströmen. Die Jetstreams verhindern, dass der riesige Wirbel in andere Breitengrade driftet, obwohl beobachtet wurde, dass er im Vergleich zur restlichen Atmosphäre nach Westen driftet. Diese Drift ist nicht konstant, sondern wird gemessen, indem sie sich im Laufe einer etwa 90-tägigen Oszillation beschleunigt und verlangsamt.
Acht Bilder des Großen Roten Flecks, aufgenommen vom Hubble-Weltraumteleskop zwischen dem 10. Dezember 2023 und dem 8. März 2024. Bei genauerem Hinsehen erkennt man, wie sich seine Breite verändert. NASA/ESA/Amy Simon (NASA-GSFC)
„Wenn der GRS schneller und langsamer wird, bewegt er sich gegen die windgetriebenen Jetstreams im Norden und Süden“, sagte Mike Wong von der University of California in Berkeley.
Offensichtlich hängt die vom Hubble-Teleskop erkannte Kompression der GRS-Form mit dieser etwa 90 Tage dauernden Schwankung bei der Drift nach Westen zusammen.
„Es ist wie bei einem Sandwich, bei dem die Brotscheiben herausstehen müssen, weil in der Mitte zu viel Füllung ist“, sagte Wong.
Der Grad der Kompression scheint antikorreliert mit der Driftgeschwindigkeit des GRS zu sein. Während Perioden langsamer GRS-Drift sind Wirbelbreite und Kerngröße maximal. Darüber hinaus leuchtet der Kern bei Erreichen seines Maximums heller im ultravioletten Licht, was auf eine geringere Absorption durch den Dunst in der darüberliegenden Atmosphäre hindeutet. Mit zunehmender Driftgeschwindigkeit schrumpfen GRS-Breite und Kerngröße. Dies könnte eine Folge der Wechselwirkung des GRS mit der umgebenden Atmosphäre sein, wenn seine Driftgeschwindigkeit zunimmt.
Bisher hatte Hubble nur eine Periode der Schwingung vollständig beobachtet. Simon leitet das Outer Planetary Atmospheres Legacy (OPAL)-Programm, in dessen Rahmen Hubble jeden der vier Riesenplaneten des äußeren Sonnensystems – Jupiter, Saturn, Uranus und Neptun – mindestens einmal im Jahr abbildet. Hubbles Untersuchung des GRS war jedoch ein separates Projekt.
Eine Gruppe führender Amateurastronomen, darunter Damian Peach, erhält ebenfalls regelmäßig hochauflösende Bilder des Jupiters. Ihre Daten sind so gut, dass Simon und das OPAL-Team oft mit ihnen zusammenarbeiten. Es ist möglich, dass diese Schrumpfung des Flecks auf Amateurbildern sichtbar ist. Simon hält sie jedoch für zu gering, um sie mit Amateurdaten sicher erkennen zu können, da sich die Breite des Flecks über einen Zeitraum von zwei Wochen nur um 0,3 Längengrade ändert. Da wir nun jedoch wissen, dass dies geschieht, können Amateure ihre Bilder möglicherweise verbessern, um dies zu erkennen.
Die allgemeine Kompression des GKP, nun kombiniert mit der oszillierenden Kompression, bedeutet, dass der Sturm interessante Veränderungen durchläuft. Wo wird er enden?
„Derzeit überbevölkert es seinen Breitengrad im Verhältnis zum Windfeld“, sagte Simon. „Sobald es innerhalb dieses Bereichs schrumpft, wird es vom Wind an Ort und Stelle gehalten.“ Wenn das passiert, könnte sich seine Größe stabilisieren, aber das ist noch eine Vermutung, bis weitere Daten gesammelt sind.
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