Jupiter ist der größte Planet im Sonnensystem und der fünfte Planet von der Sonne aus gesehen. Dieser Gasriese hat wunderschöne Bänderwolken, dünne Staubringe, den berühmten Großen Roten Fleck und Dutzende von Monden. Jupiter ist zudem der älteste Planet im Sonnensystem; er entstand vor 4,6 Milliarden Jahren. Seine Entfernung von der Sonne beträgt durchschnittlich 779 Millionen Kilometer. Jupiter ist 139.900 Kilometer breit, also 11-mal breiter als die Erde. Ein Jahr auf Jupiter dauert 11,86 Erdenjahre. Jupiter hat den kürzesten Tag im Sonnensystem, er dauert nur 10 Stunden. Jupiter ist nach Sonne, Mond und Venus das vierthellste Objekt am Erdhimmel. Es gibt genügend Planeten von der Größe der Erde, um in Jupiter zu passen.
Jupiter hat praktisch keine Oberfläche. Der Planet besteht hauptsächlich aus einem wirbelnden Gasgemisch aus drei Schichten. Diese Gase bestehen hauptsächlich aus Wasserstoff und Helium. Die hellen Bänder auf Jupiters Außenfläche sind wahrscheinlich Jets aus schwefel- und phosphorhaltigen Gasen, die aus dem wärmeren Inneren des Planeten aufsteigen. Da sich der Planet so schnell dreht und alle weniger als zehn Stunden eine Umdrehung vollzieht, ist seine äußere Atmosphäre in lange Bänder aus hellerem und dunklerem Material unterteilt, ähnlich einer extremen Version der Jetstreams der Erde.
Tief im Inneren des Jupiters ist der Druck so groß, dass Elektronen aus Wasserstoffatomen herausgedrückt werden. Dadurch entsteht ein stark elektrisch leitfähiges Metall, das Jupiters enormes Magnetfeld – nach der Sonne das zweitgrößte im Sonnensystem – mit Energie versorgt. Der Planet könnte einen Kern aus festem Material oder eine dicke, dichte „Suppe“ aus teilweise gelöstem Eisen und Silizium besitzen, die Temperaturen von bis zu 50.000 Grad Celsius erreichen kann.
Jupiter ist für seine zerstörerischen Stürme bekannt. Der Große Rote Fleck ist ein einzelner Sturm, der mindestens 300 Jahre andauert. Daten der NASA-Sonde Juno zeigen, dass er bis zu einer Tiefe von 480 Kilometern in die Atmosphäre des Planeten eindringt, was etwa 40-mal tiefer ist als der Marianengraben auf der Erde. Der Große Rote Fleck ist in den letzten Jahrzehnten geschrumpft. Sein Durchmesser beträgt heute etwa 23.300 Kilometer, war aber früher Tausende von Kilometern breiter. Es wurde sogar beobachtet, dass der Große Rote Fleck andere, kleinere Stürme absorbiert.
Der Große Rote Fleck des Jupiters ist eigentlich ein riesiger Sturm, der seit Hunderten von Jahren aktiv ist. Dieses Foto des Großen Roten Flecks wurde 1979 von Voyager 1 aufgenommen. Corbis Historical
Die Menschheit hat zahlreiche unbemannte Missionen gestartet, um Jupiter und seine Monde zu erforschen. Die Raumsonden Pioneer 10 und Pioneer 11, die im März 1972 bzw. April 1973 gestartet wurden, waren die ersten, die an Jupiter vorbeiflogen, Informationen über seine intensiven Strahlungsgürtel sammelten und einige der ersten Fotos machten. Dann sammelten die Sonden Voyager 1 und 2, die beide 1977 die Erde verließen und Jupiter 1979 erreichten, beeindruckende Fotos und Daten über den Riesenplaneten. Sie enthüllten Jupiters schwaches, staubbedecktes Ringsystem, vulkanische Aktivitäten auf seinem Mond Io und eine Reihe bisher unbekannter Monde.
Die NASA-Sonde Galileo erreichte im Dezember 1995 die Umlaufbahn des riesigen Planeten. Galileo untersuchte Io und Jupiters Eismond Europa im Detail und setzte eine Sonde frei, die in die Atmosphäre des Jupiters stürzte. Die neueste Jupiter-Sonde der NASA, Juno, befindet sich seit Juli 2016 in der Umlaufbahn. Juno überfliegt alle 53,5 Tage die Polarregionen des Planeten und untersuchte unter anderem dessen starkes Magnetfeld und seine hellen Polarlichter.
Im Oktober 2024 startete die NASA die Sonde Europa Clipper, um den Eismond Europa und seinen unterirdischen Ozean zu untersuchen, der nach Ansicht vieler Wissenschaftler Leben beherbergen könnte. Die 2023 gestartete Mission Jupiter Icy Moons Explorer (JUICE) der Europäischen Weltraumorganisation ESA wird auch Europa und die beiden anderen großen Jupitermonde Ganymed und Kallisto erforschen.
Ganymed ist der größte Mond im gesamten Sonnensystem. NASA
Jupiter hat 95 bekannte Monde und Tausende anderer kleinerer Objekte umkreisen den Riesenplaneten. Ganymed ist der größte Mond im Sonnensystem, größer als der Planet Merkur.
Auch einige der anderen Jupitermonde sind Riesenwelten. Kallisto ist mit beeindruckenden Kratern bedeckt und könnte unter seiner dicken Eiskruste einen flüssigen Ozean enthalten. Europa hat eine ähnliche Eisozeanstruktur, seine gefrorene Außenhülle ist jedoch viel dünner. Und der leuchtend bunte Io ist der vulkanisch aktivste Körper in unserem Sonnensystem.
Der Astronom und Wissenschaftspopularist Carl Sagan spekulierte einst über die Möglichkeit, dass quallenartige Organismen auf Helium in der Atmosphäre des Jupiters schweben könnten. Die meisten Forscher hegen heute jedoch keine große Hoffnung, dass sich lebende Organismen frei auf dem Gasriesen bewegen könnten.
Die NASA geht davon aus, dass der Jupitermond Europa mit seiner Eishülle, die eine riesige Menge flüssigen Wassers umgibt, einer der wahrscheinlichsten Orte im Sonnensystem ist, an dem außerirdisches Leben entdeckt werden kann. Allerdings könnte die Oberfläche Europas riesige Eisspitzen aufweisen, die eine Landung auf der gefrorenen Welt erschweren könnten.
Jupiter, eines der hellsten Objekte am Nachthimmel, ist seit der Antike bekannt und hat daher in verschiedenen Kulturen viele Namen. Die alten Griechen nannten Jupiter Phaethon, was „leuchtender Stern“ bedeutet. Die Babylonier nannten diesen Riesenplaneten Marduk, den Schutzgott Babylons. Weitere antike Namen für Jupiter sind Brihaspati (Sanskrit), Zedek (Hebräisch), Muxing (chinesisch für „Baumstern“) und Mushtari (Arabisch).
Verarbeitete Bilder des Hubble-Weltraumteleskops und des Gemini-Nord-Observatoriums auf Hawaii aus dem Jahr 2021 enthüllen Details der turbulenten Atmosphäre des Jupiters bei verschiedenen Wellenlängen und helfen Wissenschaftlern dabei, herauszufinden, was die Entstehung starker Stürme auf dem Gasriesen verursacht.
Wissenschaftler verarbeiteten im Infrarot-, sichtbaren und Ultraviolettbereich aufgenommene Bilder, um einen interaktiven Vergleich verschiedener Wolkentypen über dem Gasriesen durchzuführen.
Jupiter im Infrarot, aufgenommen vom Gemini-Nord-Teleskop auf Hawaii. Gemini International Observatory/NOIRLab/NSF/AURA, M.H. Wong (UC Berkeley) et al.
Das sich verändernde Erscheinungsbild des Planeten bei unterschiedlichen Wellenlängen gibt den Astronomen neue Einblicke in das Verhalten der Jupiteratmosphäre. Kurioserweise ist der Große Rote Fleck, ein gigantischer Supersturm südlich des Jupiteräquators, im sichtbaren und ultravioletten Licht gut sichtbar, verschwindet im Infrarotlicht jedoch nahezu im Hintergrund.
Der Vergleich der drei Wellenlängen zeigt zudem, dass der dunkle Bereich, der den Großen Roten Fleck im Infrarotbild darstellt, größer ist als das entsprechende rote Oval im sichtbaren Bild. Diese Diskrepanz liege darin begründet, dass jede Abbildungsmethode unterschiedliche Eigenschaften der Planetenatmosphäre erfasse, heißt es in einer Erklärung des US-amerikanischen National Optical-Infrared Astronomy Research Laboratory (NOIRLab), das die Bilder am 11. Mai 2021 veröffentlichte.
Jupiter in sichtbaren, ultravioletten und infraroten Wellenlängen. Gemini International Observatory/NOIRLab/NSF/AURA/NASA/ESA, M.H. Wong und I. de Pater (University of California, Berkeley) et al.
Während Infrarotbeobachtungen Bereiche zeigen, die von dichten Wolken bedeckt sind, heben sichtbare und ultraviolette Bilder die Position sogenannter Chromophore hervor – Moleküle, die blaues und ultraviolettes Licht absorbieren und dem Fleck so seine charakteristische rote Farbe verleihen.
Andererseits sind die gegenläufigen Wolkenbänder des Jupiters auf allen drei Bildern deutlich zu erkennen.
Die Bilder wurden gleichzeitig am 11. Januar 2017 aufgenommen. Die ultravioletten und sichtbaren Bilder wurden von der Wide Field Camera 3 des Hubble-Weltraumteleskops aufgenommen, und das Infrarotbild wurde vom Near-Infrared Imager (NIRI) auf dem Orbiter Gemini North auf Hawaii aufgenommen.
Neben dem Großen Roten Fleck zeigen die Hubble-Bilder auch einen kleineren Roten Fleck namens Junior, der im Jahr 2000 aus der Verschmelzung dreier ähnlich großer Stürme südwestlich eines größeren Supersturms entstand. Wie der Große Rote Fleck ist auch Junior im Infrarotlicht kaum sichtbar, da er in einem größeren Band kühlerer Wolken verborgen ist.
Dieses sichtbare Bild des Jupiters vom Hubble-Weltraumteleskop zeigt verschiedene Merkmale der Atmosphäre des Planeten. NASA/ESA/NOIRLab/NSF/AURA/M.H. Wong und I. de Pater (University of California, Berkeley) et al.
Im Gegensatz zu den roten Flecken ist auf dem Infrarotbild deutlich ein zyklonischer Wirbel zu erkennen, der sich von Ost nach West erstreckt. Diese Wirbelkette erstreckt sich über fast 72.000 Kilometer und erscheint als helles Band auf der Nordhalbkugel des Planeten.
Im sichtbaren Wellenlängenbereich erscheint der Zyklon dunkelbraun, weshalb er auf Bildern der NASA-Raumsonde Voyager, die 1979 an dem Gasriesen vorbeiflog, als „brauner Lastkahn“ bezeichnet wird. Im ultravioletten Wellenlängenbereich ist das Objekt jedoch unter einer Schicht stratosphärischen Dunstes, die zum Nordpol hin dunkler wird, kaum zu erkennen.
Der Wissenschaftler Mike Wong von der University of California verglich die resultierenden Bilder mit Radiosignalen der NASA-Raumsonde Juno, die den Planeten derzeit untersucht. Diese Radiosignale deuten auf Blitze in der Jupiteratmosphäre hin. Durch die Kombination der drei Bildtypen mit Blitzdaten konnten Wong und sein Team verschiedene Schichten der Wolkenstruktur untersuchen und so besser verstehen, wie sich auf dem Jupiter starke Stürme bilden.
Jupiter im ultravioletten Licht, aufgenommen vom Hubble-Weltraumteleskop im Januar 2017. NASA/ESA/NOIRLab/NSF/AURA/M.H. Wong und I. de Pater (University of California, Berkeley) et al.
Am 12. Juli 2022 veröffentlichte das Team des James Webb-Weltraumteleskops die ersten Bilder der Mission in wissenschaftlicher Qualität, mehrere erstaunlich detaillierte Bilder des tiefen Universums.
„In Kombination mit den heute veröffentlichten Deep-Survey-Bildern liefern diese Jupiter-Bilder ein umfassendes Verständnis dessen, was Webb sehen kann, von den schwächsten und am weitesten entfernten Galaxien, die jemals beobachtet wurden, bis hin zu den Planeten in unserer eigenen kosmischen Nachbarschaft, die man von seinem tatsächlichen Hinterhof aus mit bloßem Auge sehen kann“, sagte Brian Holler, ein Wissenschaftler am Space Telescope Science Institute in Baltimore, der an der Planung der Jupiter-Beobachtungen beteiligt war, in einer Erklärung.
Jupiter und einer seiner vielen Monde, Europa, sind durch den 2,12-µm-Filter des NIRCam-Instruments des James-Webb-Weltraumteleskops zu sehen. NASA, ESA, CSA und B. Holler und J. Stansberry (STScI)
Die Fotos von Jupiter wurden während der Inbetriebnahme des Webb-Observatoriums aufgenommen, als die Missionsmitglieder die vier wissenschaftlichen Instrumente und andere Systeme des Observatoriums kalibrierten und überprüften.
Die am 25. Dezember 2021 gestartete Raumsonde Webb wurde entwickelt, um tief in die Vergangenheit des Universums vorzudringen und die ersten Sterne und Galaxien zu erforschen. Das Infrarot-Observatorium ist ein hochleistungsfähiges Mehrzweckinstrument, mit dem Astronomen eine Vielzahl kosmischer Objekte und Phänomene untersuchen werden, darunter auch einige in unserem eigenen Sonnensystem, wie die Jupiter-Bilder zeigen.
Die Bilder sind unglaublich detailliert und zeigen die Wolkenbänder des Riesenplaneten, seinen berühmten Großen Roten Fleck und sogar einige seiner schwachen Ringe. Auch mehrere Monde sind sichtbar, darunter Europa, eine eisige Welt mit einem riesigen Ozean unter ihrer Eisschale.
Links: Jupiter und seine Monde Europa, Thebe und Metis durch den 2,12-Mikron-NIRCam-Filter des James-Webb-Weltraumteleskops. Rechts: Jupiter und Europa, Thebe und Metis durch den 3,23-Mikron-NIRCam-Filter. NASA, ESA, CSA und B. Holler und J. Stansberry (STScI)
„Ich konnte nicht glauben, dass wir es so deutlich und hell gesehen haben“, sagte Stephanie Milam, Webbs Stellvertreterin für Planetenforschung am Goddard Space Flight Center der NASA in Greenbelt, Maryland, in derselben Erklärung. „Es ist wirklich aufregend, über die Möglichkeiten und Chancen nachzudenken, die wir haben, solche Objekte in unserem Sonnensystem zu beobachten.“
Das Webb-Team beobachtete während der Inbetriebnahme des Teleskops auch mehrere Asteroiden und testete dessen Fähigkeit, sich schnell bewegende Objekte zu untersuchen. Webb hat diese Tests nach Angaben des Teams mit Bravour bestanden.
Jupiter und einige seiner Monde sind durch den 3,23 µm NIRCam-Filter des James Webb Space Telescope zu sehen. NASA, ESA, CSA und B. Holler und J. Stansberry (STScI)
Die Juno-Mission der NASA fängt die bunten, chaotischen Wolken des Jupiters ein. Während ihres 61. Vorbeiflugs am 12. Mai 2024 nahm die Raumsonde Juno der NASA dieses farbverstärkte Bild der Nordhalbkugel des Riesenplaneten auf. Das Bild zeigt chaotische Wolken und Zyklonstürme in einer Region, die Wissenschaftlern als gefaltete Filamentregion bekannt ist. In diesen Regionen brechen die zonalen Jetstreams, die die bekannten Streifenmuster in Jupiters Wolken erzeugen, auf, was zu turbulenten Strömungen und Wolkenstrukturen führt, die sich innerhalb weniger Tage rasant verändern.
Der Bürgerwissenschaftler Gary Eason hat dieses Bild mithilfe von Rohdaten des JunoCam-Instruments erstellt und dabei digitale Verarbeitungstechniken angewendet, um Farbe und Klarheit zu verbessern.
Bilddaten: NASA/JPL-Caltech/SwRI/MSSS. Bildbearbeitung: Gary Eason © CC BY
Als das Rohbild aufgenommen wurde, befand sich die Raumsonde Juno etwa 29.000 Kilometer über den Wolkendecken des Jupiters, auf einer Breite von etwa 68 Grad nördlich des Äquators.
Rohe JunoCam-Bilder stehen zum Anzeigen und Verarbeiten als Bildprodukte unter https://missionjuno.swri.edu/junocam/processing zur Verfügung.
Jahrelang glaubten Astronomen, dass die oberen Wolkenschichten des Jupiters, die für seine berühmten hellbraunen Gürtel verantwortlich sind, aus gefrorenem Ammoniak bestehen. Eine neue Studie von Amateur- und Profiastronomen hat jedoch ergeben, dass diese Wolken tiefer in der Atmosphäre liegen als bisher angenommen und aus etwas ganz anderem bestehen: höchstwahrscheinlich aus Ammoniumhydrogensulfid, vermischt mit Smog.
Der Amateurastronom Steve Hill konnte die Atmosphäre des Jupiters mithilfe spezieller Farbfilter und eines Teleskops in seinem Garten kartieren. Die Ergebnisse zeigten, dass die Wolken zu tief in der warmen Atmosphäre des Planeten liegen, um aus Ammoniakeis zu bestehen.
Um dies weiter zu untersuchen, tat sich Hill mit Patrick Irvine von der Universität Oxford zusammen, dessen Forschungsteam zuvor das MUSE-Instrument am Very Large Telescope (VLT) der ESO verwendet hatte, um die Atmosphären von Gasriesen zu analysieren.
MUSE kann die Atmosphäre des Jupiters bei verschiedenen Wellenlängen scannen und so die verschiedenen Moleküle kartieren, aus denen die Atmosphäre des Planeten besteht. Dieses animierte Bild, basierend auf echten MUSE-Daten, zeigt, wie der Gasriese bei verschiedenen Wellenlängen aussieht.
Die neue Studie zeigt, dass sich mit diesem neuen Teleskopansatz der Ammoniakgehalt der Jupiteratmosphäre mit erstaunlicher Genauigkeit kartieren lässt. Was die Wolken betrifft, stellte das Team fest, dass die Atmosphäre des Jupiters einer Schichttorte ähnelt. Wolken aus Ammoniumhydrogensulfid bedecken die oberen Schichten, gelegentlich sind aber auch Wolken aus Ammoniakeis zu sehen, die durch starke vertikale Konvektion in die Höhe gehoben werden. Die vollständige Struktur der Wolkenschichten ist jedoch noch nicht vollständig verstanden, und die Zusammenarbeit zwischen Universitätswissenschaftlern und Amateurastronomen wird entscheidend sein, um sie zu entschlüsseln.
Große Hagelkörner aus Ammoniak könnten das Fehlen des Gases in weiten Teilen der Jupiteratmosphäre erklären. Laut einer neuen Studie sind in der Wettervorhersage für Jupiter nun auch Hagelkörner in Softballgröße, sogenannte „Pilze“, enthalten, die sich bilden, wenn schwere Gewitter durch die turbulente Atmosphäre des Planeten toben.
Die Ergebnisse der Studie bestätigen, dass diese seltsamen, ammoniakreichen pilzförmigen Formationen auch die Quelle des fehlenden Ammoniaks auf Jupiter sind. Das Fehlen dieses Gases in einigen Regionen der Jupiteratmosphäre hat Wissenschaftlern seit Jahren Rätsel aufgegeben.
Vor Jahrzehnten bemerkten Astronomen auf Teleskopaufnahmen starke Turbulenzen in den oberen Wolkenschichten des Gasriesen. Diese Entdeckung führte die Wissenschaftler zu dem Schluss, dass die Atmosphäre des Jupiters ständig in Bewegung und Bewegung war, wie kochendes Wasser in einem Kochtopf.
Doch aktuelle Daten von erdgebundenen Radioteleskopen und der NASA-Raumsonde Juno haben tiefe Ammoniakdefizite in allen Breitengraden bis zu einer Tiefe von 150 Kilometern offenbart. Dieser Mangel in der Atmosphäre des Planeten ist so gravierend, dass kein bekannter Mechanismus ihn erklären kann.
Ein Sturm nahe Jupiters Nordpol, aufgenommen von der NASA-Raumsonde Juno. Die ammoniakreichen „Pilze“, die sich in solchen Stürmen bilden, helfen Wissenschaftlern, präzise Wettermodelle auf vielen Exoplaneten zu erstellen. NASA
Eine neue Studie, die die Folgen eines starken, von Juno beobachteten Sturms aus dem Jahr 2017 analysiert, legt nahe, dass Jupiters heftige Stürme der Schlüssel zur Lösung dieses atmosphärischen Rätsels sind. Die Ergebnisse zeigen zudem, dass selbst lokal begrenzte Stürme Ammoniak aus der oberen Atmosphäre des Planeten entfernen und in unerwartet große Tiefen abladen können. Dies deutet darauf hin, dass die lange gehegte Vorstellung einer vollständig durchmischten Atmosphäre um Jupiter eine Illusion ist.
Aufgrund der dichten Wolkendecke, die Jupiter bedeckt, können Wissenschaftler nicht direkt beobachten, was sich unter den wirbelnden Wolkendecken des Planeten verbirgt. Ammoniak wirkt wie ein Farbspritzer in einem Wasserstrahl: Es fungiert als Tracer und enthüllt ansonsten unsichtbare Muster und Prozesse tief in der Atmosphäre des Jupiters.
Um den Ammoniakmangel in der Atmosphäre des Jupiters zu erklären, stellten Wissenschaftler im Jahr 2020 die Theorie auf, dass schwere Stürme auf dem Planeten starke Aufwinde erzeugen, die ammoniakreiche Eispartikel schnell in große Höhen befördern, wo sie sich mit Wassereis zu einer zähflüssigen Flüssigkeit verbinden. Wie Hagelkörner auf der Erde wachsen auch die pilzförmigen Strukturen des Jupiters, indem sie sich durch wiederholtes Umströmen von Sturmströmungen zu Eisschichten ansammeln. Sie erreichen schließlich die Größe einer weichen Murmel und fallen tief in die Atmosphäre des Jupiters, weit unter ihren Entstehungsort. Dieser Prozess, so die Theorie, führte zur Verarmung von Ammoniak und Wasser in der oberen Atmosphäre, wie Juno und erdgebundene Teleskope beobachteten.
Eine neue Studie ergab, dass eine eindeutige Signatur der von Juno gesendeten Radiosignale diesen ungewöhnlichen Prozess tatsächlich bestätigte. Während ihres Vorbeiflugs im Februar 2017 überflog die Raumsonde einen aktiven Sturm, und ihre Instrumente registrierten erhöhte Ammoniak- und Wasserkonzentrationen unter der Gewitterwolke.
Das eigenartige Signal, das sogar einen Monat nach Beginn des Sturms noch vorhanden war, konnte nur durch einen Temperaturabfall infolge des schmelzenden Eises oder einen Anstieg der Ammoniakkonzentration erklärt werden. Dies könnte dadurch geschehen sein, dass beim Schmelzen der Pilzbälle Ammoniak freigesetzt wurde.
Die Forscher gehen davon aus, dass Jupiter in dieser Hinsicht wahrscheinlich kein Einzelfall ist, da Gase wie Ammoniak an der Planetenbildung beteiligt sind und wahrscheinlich in den Atmosphären hydratisierter Gasriesen sowohl in unserem Sonnensystem als auch darüber hinaus zirkulieren.
Neue Gewitter, die größer sind als die Erde, spucken grüne Blitze auf Jupiter – und könnten einen der größten Streifen des Gasriesen verschwinden lassen. Zwei heftige Gewitter wurden im südlichen Äquatorgürtel des Jupiters gesichtet, die wahrscheinlich kräftige grüne Blitze erzeugen. Einige Experten glauben, dass die blassen Wolken die Farbe des rostfarbenen Streifens verändern und ihn vielleicht sogar „verschwinden“ lassen könnten.
Neue Fotos zeigen zwei riesige weiße Gewitter, die in einem der großen rotbraunen Gürtel des Jupiters toben. Die wirbelnden Stürme, die wahrscheinlich riesige grüne Blitze durch die wolkige Atmosphäre des Gasriesen spucken, könnten die rostige Farbe des Gürtels schwächen und das Erscheinungsbild des Planeten radikal verändern, sagen Experten.
Der Astrofotograf Michael Carrer hat diese atemberaubenden neuen Bilder am 30. November 2024 mit dem 8-Zoll-Teleskop von Celestron in der Nähe seines Hauses in Österreich aufgenommen. Die Bilder zeigen zwei große weiße Flecken nebeneinander im Südäquatorialgürtel (SEB) des Gasriesen, einem riesigen dunklen Wolkenband, das den Jupiter umkreist.
Experten sagen voraus, dass zwei riesige weiße Gewitter (eingekreist) die rostbraune Farbe des südlichen Äquatorgürtels des Jupiters trüben könnten, sodass die Region scheinbar verschwindet. Michael Carrer
„Diese weißen Flecken sind riesige Gewitter“, sagte John Rogers, ein auf Jupiter spezialisierter Astronom der British Astronomical Association, gegenüber Spaceweather.com. „Das letzte Mal, dass wir solche Stürme auf dem Jupiter gesehen haben, war vor acht Jahren, 2016/17.“
Laut Spaceweather.com erstrecken sich die Stürme wahrscheinlich etwa 100 Kilometer unter der wirbelnden Oberfläche des Jupiters, und obwohl ihre genaue Breite noch nicht berechnet wurde, sind beide Stürme „breit genug, um die Erde mit Spielraum zu verschlingen“.
Rogers erklärte, dass diese Stürme nicht groß genug seien, um über längere Zeit statisch zu bleiben, wie etwa Jupiters berühmter Großer Roter Fleck, sondern auseinanderbrechen würden. Dabei würden sich die geisterhaften Farbtöne des Sturms mit den restlichen rostfarbenen Wolken des SERB vermischen, „wodurch der bekannte braune Gürtel verblasst, da seine Farbe durch die weiße Sturmfront verdünnt wird“, berichtet Spaceweather.com. Bei genauer Betrachtung des Bildes kann man diesen Beginn bereits erkennen, da hinter den Stürmen einige dünne weiße Schweifspuren erscheinen.
Forscher haben bereits gezeigt, dass Blitze auf dem Jupiter als helle grüne Lichtblitze erscheinen. Dieses Bild wurde am 30. Dezember 2020 von der NASA-Raumsonde Juno aufgenommen. NASA/JPL-Caltech/SwRI/MSSS Bildbearbeitung: Kevin M. Gill
Dieser Farbwechsel ist bereits früher aufgetreten. Laut dem Astronomy Magazine wurde SEBB-B durch Stürme so stark geschwächt, dass es zwischen 1973 und 1991 sowie kurzzeitig im Jahr 2010 „verschwand“. Es ist jedoch noch zu früh, um zu sagen, ob diese neuen Stürme den aktuellen rostfarbenen Gürtel zerstören werden.
Gewitter auf dem Jupiter entstehen, wie auch auf der Erde, durch Konvektion, also Vermischung, innerhalb der Wolken und erzeugen ebenfalls Blitze. Im Gegensatz zu Blitzen auf der Erde, die aufgrund von Wasserdampf oft blau leuchten, sind Blitze auf dem Jupiter laut NASA aufgrund von Ammoniak in der Atmosphäre typischerweise grün.
Jupiter hat gerade seinen erdnächsten Punkt, die sogenannte Opposition, passiert und ist hell genug geworden, um mit bloßem Auge deutlich sichtbar zu sein. Damit ist er ein ideales Ziel für Amateurastronomen und Fotografen wie Carrère. Der Planet wird seinen erdnächsten Punkt am 6. Dezember 2024 erreichen, wenn sich die Erde direkt zwischen dem größten Planeten des Sonnensystems und der Sonne befindet.
Mit dem James-Webb-Weltraumteleskop der NASA/ESA/CSA haben Wissenschaftler die Region über Jupiters berühmtem Großen Roten Fleck beobachtet und dabei eine Reihe bisher unbeobachteter Merkmale entdeckt. Die Region, die zuvor als unauffällig galt, strotzt nun vor Komplexität und Aktivität. Die Ergebnisse wurden im Sommer 2024 in der Fachzeitschrift Nature Astronomy veröffentlicht.
Jupiter ist eines der hellsten Objekte am Nachthimmel und in klaren Nächten gut zu erkennen. Mit Ausnahme der hellen Nord- und Südlichter in den Polarregionen des Planeten ist das Leuchten der oberen Atmosphäre des Planeten schwach, sodass erdgebundene Teleskope Details in dieser Region nur schwer erkennen können. Die Infrarotempfindlichkeit des Webb-Teleskops ermöglicht es Wissenschaftlern jedoch, die obere Atmosphäre des Planeten über dem berüchtigten Großen Roten Fleck in beispielloser Detailgenauigkeit zu untersuchen.
Die obere Atmosphäre des Jupiters bildet die Grenze zwischen seinem Magnetfeld und der darunterliegenden Atmosphäre. Sie ist die Heimat der hellen, intensiven Nord- und Südlichter, die durch vulkanisches Material erzeugt werden, das von Jupiters Mond Io ausgestoßen wird. Näher am Äquator wird die Struktur der oberen Atmosphäre des Planeten jedoch durch Sonnenlicht beeinflusst. Da Jupiter nur 4 % des Sonnenlichts erhält, das die Erde empfängt, haben Astronomen vorausgesagt, dass diese Region homogen ist.
Jupiters Atmosphäre um den Großen Roten Fleck (NIRCam und NIRSpec). Europäische Weltraumorganisation
Jupiters Großer Roter Fleck wurde im Juli 2022 mithilfe der Integral Field Unit des Webb-Weltraumteleskops mit dem Nahinfrarot-Spektrographen (NIRSpec) beobachtet. Ziel des Early Release Science-Programms war es, herauszufinden, ob die Region tatsächlich dunkel ist. Für die Webb-Beobachtungen wurde die Region über dem berühmten Großen Roten Fleck ausgewählt. Das Team stellte überrascht fest, dass die obere Atmosphäre über das gesamte Sichtfeld hinweg viele komplexe Strukturen enthielt, darunter dunkle Bögen und helle Flecken.
„Wir dachten, vielleicht naiv, dass diese Region sehr langweilig sein würde“, sagte Teamleiter Henrik Melin von der Universität Leicester in Großbritannien. „Tatsächlich ist sie genauso interessant wie das Nordlicht, wenn nicht sogar noch interessanter. Jupiter überrascht immer wieder.“
Obwohl die Lichtquelle in dieser Region das Sonnenlicht ist, vermutet das Team, dass es einen anderen Mechanismus geben muss, der die Form und Struktur der oberen Atmosphäre verändert.
„Eine Möglichkeit, diese Struktur zu verändern, sind Gravitationswellen, wie sie entstehen, wenn ein Planet auf einen Strand trifft und Wellen im Sand erzeugt“, erklärte Henrik. „Diese Wellen entstehen tief in der turbulenten unteren Atmosphäre, rund um den Großen Roten Fleck, und können sich nach oben ausbreiten, wodurch die Struktur und die Emissionen in der oberen Atmosphäre verändert werden.“
Jupiters Atmosphäre um den Großen Roten Fleck (NIRSpec-Bild). Europäische Weltraumorganisation
Das Team erklärt, dass diese atmosphärischen Wellen manchmal auch auf der Erde beobachtet werden können, aber deutlich schwächer sind als die von Webb auf dem Jupiter beobachteten. Sie hoffen außerdem, Webbs Beobachtungen dieser komplexen Wellenmuster in Zukunft wiederholen zu können, um ihre Bewegung durch die obere Atmosphäre des Planeten zu untersuchen und unser Verständnis der Energiebilanz dieser Region und ihrer zeitlichen Veränderungen zu verbessern.
Das Webb-Teleskop ist das größte und leistungsstärkste Teleskop, das jemals ins All geschossen wurde. Im Rahmen eines internationalen Kooperationsabkommens stellte die ESA die Startdienste für das Teleskop mit einer Ariane-5-Trägerrakete bereit. In Zusammenarbeit mit ihren Partnern war die ESA für die Entwicklung und Qualifikation der Ariane-5-Modifikationen für die Webb-Mission sowie für die Beschaffung der Startdienste durch Arianespace verantwortlich. Die ESA stellte außerdem den NIRSpec-Spektrographen und 50 % des Mittelinfrarot-Instruments MIRI bereit, das von einem Konsortium national finanzierter europäischer Institute (dem MIRI European Consortium) in Zusammenarbeit mit dem Jet Propulsion Laboratory und der University of Arizona entwickelt und gebaut wurde. Webb ist eine internationale Partnerschaft zwischen der NASA, der ESA und der Canadian Space Agency (CSA).
Die vom Team im August 2022 veröffentlichte Aufnahme des James-Webb-Weltraumteleskops enthält zwei hochdetaillierte Bilder des Jupiters, die Polarlichter um die Pole zeigen. Beide Bilder sind Kompositbilder, d. h. sie kombinieren mehrere Bilder der Nahinfrarotkamera (NIRCam) des Teleskops, die jeweils einen anderen Filter verwenden, zu einem einzigen hochauflösenden Bild.
Das Weitwinkelbild zeigt die schwachen Ringe des Jupiters sowie zwei seiner Monde: Amalthea, den hellen Punkt links, und Adrastea, den schwachen Punkt am Rand der Ringe, der sich zwischen Amalthea und Jupiter befindet. Jenseits der drei Körper werden schwache Lichtpunkte als Galaxien vermutet.
„Wir haben ehrlich gesagt nicht erwartet, dass es so gut wird“, sagte die Planetenforscherin Imke de Pater, emeritierte Professorin an der University of California in Berkeley. De Pater leitete die Jupiterbeobachtungen zusammen mit Thierry Foucher, einem Professor am Pariser Observatorium, im Rahmen von Webbs Early Science Release-Programm. „Es ist wirklich erstaunlich, dass wir Details des Jupiters, einschließlich seiner Ringe, winzigen Monde und sogar Galaxien, auf einem einzigen Bild sehen können“, fügte sie hinzu.
Zusammengesetztes Bild des Jupiters, aufgenommen mit der NIRCam-Kamera des Webb-Satelliten; das orangefarbene Leuchten um die Pole ist das Nordlicht. NASA, ESA, CSA, Jupiter ERS Team; Bildbearbeitung durch Judy Schmidt
Das zweite Bild ist eine Nahaufnahme des Jupiters. Dabei wurden drei Filter verwendet, um Einzelheiten seiner stürmischen Atmosphäre, einschließlich heller Polarlichter, einzufangen.
„Die Helligkeit hier deutet auf eine große Höhe hin – weshalb der Große Rote Fleck, wie auch die Äquatorregion, Höhendunst aufweist“, sagte Heidi Hammel, eine interdisziplinäre Wissenschaftlerin für Sonnensystembeobachtungen am Webb-Institut und Vizepräsidentin für Wissenschaft bei AURA. „Die zahlreichen hellen weißen ‚Flecken‘ und ‚Bänder‘ stellen wahrscheinlich sehr hohe Wolkendecken dar, die durch konvektive Stürme gebildet wurden.“
Sie fragen sich vielleicht, warum die Farben in den Bildern nicht denen entsprechen, die wir von Jupiter gewohnt sind. Webb beobachtet Infrarotlicht, nicht sichtbares Licht, daher stimmen die Farben in beiden Bildern nicht mit den Farben überein, die wir mit bloßem Auge sehen. Die Infrarotdaten wurden über das sichtbare Lichtspektrum gelegt, daher sind diese Bilder eher „falsch“ als „echt“.
Ein zusammengesetztes Bild des Jupiters, aufgenommen mit Webbs NIRCam-Kamera, zeigt die Ringe des Planeten und zwei seiner Monde, Amalthea und Adrastea. Das blaue Leuchten um die Pole des Jupiters ist das Polarlicht. NASA, ESA, CSA, Jupiter ERS Team; Bildbearbeitung durch Ricardo Hueso (UPV/EHU) und Judy Schmidt
Und das bringt uns zu einem interessanten Punkt über die Funktionsweise von Webb. Wenn Webb „ein Bild aufnimmt“, bedeutet das nicht, dass es ein Foto aufnimmt und zur Erde sendet – Wissenschaftler erhalten Rohdaten, die die von Webbs Sensoren gemessene Helligkeit anzeigen. Diese Daten müssen Wissenschaftler verarbeiten, um Bilder zu erstellen.
Normalerweise ist das die Aufgabe des Space Telescope Science Institute (STScI) mit Sitz in Baltimore. Doch im Fall dieser beiden Jupiter-Bilder wurden die Daten von Judy Schmidt, einer Bürgerwissenschaftlerin aus Modesto, Kalifornien, verarbeitet. (Für das Weitwinkelbild arbeitete sie mit Ricardo Hueso zusammen, einem Co-Forscher an der Universität des Baskenlandes in Spanien.)
Schmidt und andere Amateurwissenschaftler nutzen häufig öffentlich zugängliche Daten von Weltraumteleskopen zur Bildbearbeitung. Schmidt bearbeitete ihr erstes Hubble-Bild vor über einem Jahrzehnt. „Ich versuche, das Bild natürlich aussehen zu lassen, auch wenn es nicht dem entspricht, was das menschliche Auge sieht“, sagte Schmidt.
Diese Bilder dienen natürlich nicht nur der Ästhetik. Die Forschung von De Pater und Foucher soll Webbs Fähigkeiten bei der Erforschung des Sonnensystems demonstrieren, einschließlich der Abbildung sowohl heller als auch schwacher Quellen (in diesem Fall Jupiter und seine Monde). Das Team wird laut der Missionsseite auch „Jupiters Wolkenschichten, Winde, Zusammensetzung, polare Aktivität und Temperaturstruktur“ untersuchen und die Oberflächen und Atmosphären der Jupitermonde Io und Ganymed kartieren.
Das James-Webb-Weltraumteleskop hat helle Polarlichter auf dem Jupiter eingefangen, die noch nie zuvor beobachtet wurden. Am 25. Dezember 2023 richteten Wissenschaftler das James-Webb-Weltraumteleskop (JWST) auf Jupiter und fingen Polarlichter am Nordpol des Gasriesen ein. Wie die Nordlichter auf der Erde entstehen die Polarlichter des Jupiters, wenn hochenergetische, von der Sonne ausgesandte Teilchen (der Sonnenwind) die obere Atmosphäre des Planeten erreichen und durch sein Magnetfeld in Richtung der Pole gelenkt werden. Die Studie zu den Polarlichtern des Jupiters wurde am 12. Mai 2023 in der Fachzeitschrift Nature Communications veröffentlicht.
Ein zusammengesetztes Bild des Jupiters, aufgenommen mit der NIRCam-Kamera des JWST, zeigt die Ringe des Planeten und zwei seiner Monde, Amalthea und Adrastea. Das blaue Leuchten um die Pole des Jupiters ist das Polarlicht. NASA, ESA, CSA, ERS Jupiter Team; Bildbearbeitung durch Ricardo Hueso (UPV/EHU) und Judy Schmidt
Doch Jupiters Polarlichter entstehen auf andere Weise. Laut dem JWST-Team könnten Partikel, die aus Vulkanen auf dem Höllenmond Io des Gasriesen ausgestoßen werden, denselben Prozess durchlaufen. Jupiters Polarlichter unterscheiden sich noch in einem weiteren entscheidenden Punkt von unseren: Sie leuchten hundertmal heller als die der Erde.
Das James-Webb-Weltraumteleskop der NASA hatte bereits 2022 Bilder von Jupiters Polarlichtern aufgenommen und deren Leuchten in großer Höhe in der Nähe der Pole des Gasriesen beobachtet. Die Bilder zeigten auch schwache Ringe um Jupiter und seine beiden kleineren Monde Amalthea und Adrastea.
Diese Beobachtungen der Polarlichter des Jupiters, die am 25. Dezember 2023 mit der Nahinfrarotkamera (NIRCam) des JWST aufgenommen wurden, haben neue Details der Polarlichter auf dem größten Planeten unseres Sonnensystems eingefangen. NASA, ESA, CSA, Jonathan Nichols (Universität Leicester), Mahdi Zamani (ESA/Webb)
Nichols und seine Kollegen wollen das Phänomen mit dem Hubble-Weltraumteleskop und dem JWST weiter untersuchen, um besser zu verstehen, wie die vermutete Partikelkombination in die Jupiteratmosphäre gelangt. Die daraus resultierenden Daten könnten neue Details über Jupiters Magnetosphäre liefern – den Bereich des Weltraums, der von seinem Magnetfeld beeinflusst wird.
Diese Beobachtungen der Polarlichter des Jupiters, aufgenommen am 25. Dezember 2023 mit der Nahinfrarotkamera (NIRCam) des JWST, enthüllen neue Details der Polarlichter auf dem größten Planeten unseres Sonnensystems. Das rechte Bild, ursprünglich veröffentlicht im Jahr 2023, zeigt Jupiter als Ort der beobachteten Polarlichter. NASA, ESA, CSA, STScI, Ricardo Hueso (UPV), Imke de Pater (UC Berkeley), Thierry Foucher (Pariser Observatorium), Lee Fletcher (University of Leicester), Michael H. Wong (UC Berkeley), Joseph DePasquale (STScI), Jonathan Nichols (University of Leicester), Mahdi Zamani (ESA/Webb)
Jupiter war doppelt so groß wie heute – er konnte 2.000 Erden fassen. Dies bringt uns dem Verständnis der Entstehung nicht nur des Jupiters, sondern des gesamten Sonnensystems näher.
Lange bevor Jupiter zu dem Riesenplaneten wurde, den wir heute sehen, war er sogar noch größer und hatte ein viel stärkeres Magnetfeld. Dies geht aus einer neuen Studie hervor, die in die Vergangenheit blickt, um zu sehen, wie die Welt in ihren frühen Jahren aussah.
Neue Berechnungen, die in einem am 20. Mai 2025 in der Fachzeitschrift Nature Astronomy veröffentlichten Artikel beschrieben werden, zeigen, dass Jupiter nur 3,8 Millionen Jahre nach der Entstehung der ersten Gesteinskörper im Sonnensystem doppelt so groß war wie heute und ein mindestens 50-mal stärkeres Magnetfeld hatte als das, was wir heute sehen.
Blick auf Jupiter. NASA/JPL/University of Arizona
Um die ursprünglichen planetarischen Bedingungen des Jupiters aufzudecken, ignorierten Batygin und sein Team weitgehend die Annahmen bestehender Planetenentstehungsmodelle, etwa wie schnell junge Planeten primordiales Gas ansammeln. Stattdessen konzentrierten sie sich auf zwei weniger bekannte Jupitermonde: Amalthea und Thebe.
Diese kleinen Monde umkreisen Jupiter sehr nahe und folgen leicht geneigten Bahnen, was den Wissenschaftlern half, die frühere Position von Io, dem größten Jupitermond, zu verfolgen. Dies wiederum half den Forschern, den inneren Rand von Jupiters alter zirkumplanetarer Scheibe zu bestimmen, der eine Schlüsselrolle bei der Bestimmung der früheren Rotationsgeschwindigkeit des Jupiters spielte. Mithilfe des Drehimpulserhaltungssatzes rekonstruierte das Team Jupiters ursprüngliche Größe.
Berechnungen von Wissenschaftlern zeigen, dass der Radius des jungen Jupiters fast doppelt so groß war wie der heutige, und sein Volumen hätte groß genug gewesen sein, um mehr als 2.000 erdgroße Planeten aufzunehmen. Da der aufgeblähte magnetische Riese im Laufe der Zeit Wärme abstrahlte, kühlte er allmählich ab und zog sich zusammen, wodurch er an Größe verlor. Heute gilt Jupiter immer noch als „König der Planeten“: Sein Volumen hätte 1.321 erdgroße Planeten aufnehmen können.
Obwohl die Studie nicht direkt untersucht, welchen Einfluss ein so massiver Jupiter auf das frühe Sonnensystem gehabt haben könnte, hebt sie doch hervor, dass die Entstehung und frühe Entwicklung des Planeten eine „Schlüsselrolle“ bei der Gestaltung der Gesamtarchitektur des Sonnensystems spielte.
Die Ringe des Jupiters könnten aufgrund seiner massereichen Monde so winzig sein. Seit Jahren fragen sich Wissenschaftler, warum Jupiter keine dicken, hellen Ringe wie der benachbarte Saturn besitzt. Nun glauben sie, den Grund dafür zu kennen.
Jupiter besitzt zwar schwache, verschwommene Ringe, wie aktuelle Bilder des James Webb Space Telescope zeigen, doch diese sind bei weitem nicht so ausgeprägt wie die von Saturn oder Uranus. Tatsächlich sind sie so dünn, dass sie mit herkömmlicher astronomischer Ausrüstung nicht zu erkennen sind. Mithilfe ausgefeilter Computermodelle hat ein Wissenschaftlerteam nun eine mögliche Erklärung dafür gefunden, warum die Ringe des Jupiters nicht so ausgeprägt sind wie die seiner Nachbarn: Jupiters Monde könnten die Eisbildung um den massereichen Planeten verhindert haben. Die Ergebnisse des Teams wurden zur Veröffentlichung im Planetary Science Journal im Jahr 2022 angenommen.
„Ich habe mir schon lange Gedanken darüber gemacht, warum Jupiter nicht noch beeindruckendere Ringe besitzt, die Saturn überstrahlen würden“, sagte Stephen Kane, Astrophysiker an der University of California in Riverside, der die Studie leitete. „Wenn Jupiter welche hätte, würden sie uns noch heller erscheinen, weil er so viel näher ist als Saturn.“
„Wir wussten nicht, dass diese flüchtigen Ringe existieren, bis die Raumsonde Voyager vorbeiflog, weil wir sie nicht sehen konnten“, fügte er hinzu.
Kane wollte herausfinden, warum die Ringe des Jupiters so dunkel sind und ob der Gasriese einst dickere Ringe hatte, diese aber verloren hat. Um diese Fragen zu untersuchen, erstellten er und seine Kollegen ein dynamisches Modell, das die Umlaufbahn des Jupiters sowie die Umlaufbahnen der vier wichtigsten Galileischen Monde des Planeten – Ganymed, Kallisto, Io und Europa – berücksichtigt.
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Die Ringe des Saturn bestehen größtenteils aus Eis, das zum Teil von Kometen auf dem Planeten abgelagert wurde, die ebenfalls größtenteils aus Eis bestehen. Wenn die Monde, die den Planeten umkreisen, massiv genug sind, kann ihre Schwerkraft dazu führen, dass Eis aus der Umlaufbahn des Planeten geschleudert wird. Diese massiven Monde können auch die Umlaufbahn des Eises so stark verändern, dass es mit ihnen kollidiert.
„Wir fanden heraus, dass die Galileischen Monde des Jupiters, einer davon der größte Mond unseres Sonnensystems (Ganymed), alle großen Ringe, die sich bilden könnten, sehr schnell zerstören würden“, sagte Kane. „Massive Planeten bilden massive Monde, was die Möglichkeit ausschließt, dass sie große Ringe bilden.“
Die Modellrechnungen der Forscher führten sie auch zu der Annahme, dass es unwahrscheinlich sei, dass Jupiter in seiner Geschichte jemals große Ringe gehabt habe.
Ringsysteme um Planeten sind nicht nur schön; sie können auch ein nützliches Instrument zur Erforschung der Planetengeschichte und möglicher Kollisionen mit Monden oder Kometen sein. Denn die Zusammensetzung des Ringmaterials, seine Form und seine Größe geben Hinweise auf die Ereignisse, die zu seiner Entstehung geführt haben.
Die Forscher planen nun, ihre Modelle zu nutzen, um das Ringsystem des Uranus zu untersuchen. Diese Forschung könnte Aufschluss darüber geben, wie lange die Ringe des Uranus bestehen bleiben und warum er die Sonne anders umkreist als andere Planeten im Sonnensystem. Der Eisriese umkreist die Sonne seitlich geneigt, und Astronomen glauben, dass diese ungewöhnliche Neigung das Ergebnis einer Kollision mit einem anderen Körper ist. Das Ringsystem des Uranus könnte ein Überbleibsel dieser Kollision sein.
„Für uns Astronomen sind es Blutspritzer an den Wänden eines Tatorts“, sagte Kane. „Wenn wir uns die Ringe der Riesenplaneten ansehen, sehen wir Hinweise darauf, dass eine Art Katastrophe stattgefunden hat, die dieses Material dorthin gebracht hat.“
Das Geheimnis der Jupiteratmosphäre wirft Licht auf die Vergangenheit des Sonnensystems. Die Atmosphäre des Jupiters hat eine seltsame Zusammensetzung, die sich jedoch dadurch erklären ließe, dass sich der Planet weiter von der Sonne entfernt gebildet hat, als er sie heute umkreist, so eine neue Studie.
Seit der Galileo-Mission der NASA in den 1990er Jahren wissen Wissenschaftler, dass die Atmosphäre des größten Planeten des Sonnensystems schwerere chemische Elemente enthält und mehr Protonen im Kern aufweist als die Atmosphäre der Sonne. Das bedeutet, dass auch die Atmosphäre des Jupiters einen höheren Anteil schwererer Elemente aufweist als das Material, aus dem der Planet vor etwa 4,5 Milliarden Jahren entstand. Auf jedes Wasserstoffatom in der Atmosphäre des Jupiters kommen mehr Sauerstoff- oder Kohlenstoffatome als in der Atmosphäre der Sonne.
Die Studie wurde 2021 zur Veröffentlichung im Astrophysical Journal angenommen und legt nahe, dass diese seltsame Chemie dadurch erklärt werden könnte, dass der Gasriese viermal weiter von der Sonne entfernt entstand als dort, wo er ihn derzeit umkreist. Ein solcher Ursprung wäre nicht allzu überraschend, da Wissenschaftler wissen, dass Planeten während ihrer Entstehung häufig wandern. Diese Bewegung wird in der Regel durch Gravitationswechselwirkungen zwischen der Materiescheibe, aus der die Planeten entstehen, und dem Stern selbst verursacht.
Mithilfe von Computersimulationen der Planetenentstehung fand die Studie heraus, dass Jupiter, der sich so weit von der Sonne entfernt gebildet hat, die perfekte Größe hat, um viele sogenannte Planetesimale anzuziehen. Diese Planetenembryos bilden sich in denselben Trümmerscheiben wie Planeten, allerdings erst später im Entstehungsprozess des Systems.
Die Südhalbkugel des Jupiters, aufgenommen von der NASA-Raumsonde Juno. In einer neuen Studie hat das NASA-Weltraumteleskop NuSTAR das bisher energiereichste Licht des Jupiters eingefangen. Bildverbesserung von Kevin M. Gill (CC-BY) basierend auf Bildern mit freundlicher Genehmigung von NASA/JPL-Caltech/SwRI/MSSS
Um die Entfernungen im Sonnensystem besser zu verstehen, bezeichnen Wissenschaftler die durchschnittliche Entfernung zwischen Erde und Sonne als eine Astronomische Einheit (AE). Eine AE entspricht etwa 150 Millionen Kilometern.
Die späte Akkretion ist wichtig. Wären Planetesimale zu früh mit dem entstehenden Jupiter kollidiert, hätten sich die schwereren Elemente, die sie enthielten, näher im Inneren des Planeten angesammelt, wo sie für die Galileo-Mission unsichtbar gewesen wären.
Noch seltsamer ist, dass die aktuelle Juno-Mission der NASA zum Jupiter Messungen des Schwerefelds des Planeten geliefert hat, also Veränderungen der vom Planeten ausgeübten Gravitationskräfte, die ebenfalls im Widerspruch zu Galileos Beobachtungen zu stehen scheinen.
Wissenschaftler haben herausgefunden, dass Strukturmodelle, die mit dem von Juno gemessenen Gravitationsfeld des Jupiters übereinstimmen, vorhersagen, dass der äußere Teil des Planeten eigentlich nicht viele schwere Elemente enthalten sollte. Dies steht im Widerspruch zum Gravitationsfeld, das eine große Anzahl schwerer Elemente vorhersagt. Diese schweren Elemente verbleiben nur nach Planetesimal-Einschlägen in der oberen Atmosphäre des Planeten, da der gesamte Planet nicht ausreichend durchmischt ist.
Juno hat gezeigt, dass auf dem Jupiter keine vollständige Konvektion herrscht, seine Materie also nicht vollständig vermischt ist. Man geht daher davon aus, dass dieser äußere Bereich nicht unbedingt mit dem tiefen Inneren kommuniziert.
Dieses Bild vom 17. Februar 2020 zeigt helle Bänder aus Dunstpartikeln, die die Hauptwolken der Jupiteratmosphäre vertikal in der Bildmitte einhüllen. Der Dunst gibt Rätsel auf: Wissenschaftler konnten weder seine Ursache noch seine Zusammensetzung bestimmen, so die NASA in einer Erklärung. Eine Hypothese besagt, dass Jetstream-Bänder, die die normale Dunstregion umgeben, zu seiner Entstehung beitragen könnten. Als Juno das Bild aufnahm, befand sich die Raumsonde etwa 25.120 Kilometer über den Wolkendecken des Jupiters. NASA/JPL/SwRI/MSSS; Bildbearbeitung durch Gerald Eichstedt
Das zweite Bild vom 10. April 2020 bietet einen viel genaueren Blick auf die Atmosphäre des Planeten und wurde aus einer Höhe von nur 8.650 Kilometern aufgenommen. Das Bild zeigt kleine Wolken, die Wissenschaftler als „Pop-ups“ bezeichnen, weil sie an den Rändern atmosphärischer Wirbel hell hervorstechen, teilte die NASA in einer Erklärung mit .
Jupiter von Juno aus gesehen. Die Raumsonde Juno der NASA umkreist Jupiter seit 2016 und sendet atemberaubende Bilder des größten Planeten des Sonnensystems.
Mithilfe von Daten der NASA-Raumsonde Juno erstellte ein Amateurwissenschaftler dieses Foto eines schwach beleuchteten Jupiters. NASA/JPL-Caltech/SwRI/MSSS/Roman Tkachenko), 2018
Der Amateurwissenschaftler Gerald Eichstadt hat dieses Bild der Südpolregion des Jupiters bearbeitet und zeigt die markanten Wolkenbänder, die den Gasriesen umhüllen. NASA/JPL-Caltech/SwRI/MSSS/Gerald Eichstadt, 2018
Auf diesem neuen Bild der NASA-Raumsonde Juno fegt ein Zyklon durch Jupiters nördlichen gemäßigten Gürtel (NNTB). Der NNTB ist ein markantes Band, das den Planeten in der Nähe seines Nordpols umgibt. Im rot-orangen Wolkenband verbirgt sich ein grauer antizyklonischer Sturm, der sich gegen den Uhrzeigersinn dreht, also entgegen der Richtung der anderen Gase in seiner Umgebung. Juno nahm dieses Bild während eines nahen Vorbeiflugs an Jupiter am 23. Mai 2018 auf, als die Raumsonde etwa 7.900 Kilometer von den Wolken des Planeten entfernt war. NASA/JPL-Caltech/SwRI/JunoCam, 2018
Jupiter und der Große Rote Fleck, aufgenommen von der Raumsonde Juno. Die NASA-Raumsonde Juno hat dieses Bild von Jupiter am 1. April 2018 aufgenommen. Die Bürgerwissenschaftler Gerald Eichstedt und Sean Doran verarbeiteten Daten des JunoCam-Instruments, um dieses beeindruckende Bild zu erstellen. NASA/JPL-Caltech/SwRI/MSSS/Gerald Eichstedt/Sean Doran, 2018
Juno sieht Jupiters gewaltigen „Antizyklon“. Die Bürgerwissenschaftler Gerald Eichstedt und Sean Doran erstellten dieses Bild eines gewaltigen Sturms auf dem Jupiter, bekannt als NN-LRS-1, anhand von Daten, die am 10. Juli 2017 von der NASA-Raumsonde Juno erfasst wurden. NASA/JPL-Caltech/SwRI/MSSS/Gerald Eichstedt/Sean Doran, 2018
Der Große Rote Fleck des Jupiters. Die Bürgerwissenschaftler Gerald Eichstedt und Sean Doran haben dieses Bild des Großen Roten Flecks des Jupiters mithilfe von Daten bearbeitet, die am 1. April 2018 von der NASA-Raumsonde Juno gesammelt wurden. Gerald Eichstedt/Sean Doran/NASA/JPL-Caltech/SwRI/MSSS, 2018
Dieses verbesserte Farbbild des Großen Roten Flecks des Jupiters wurde vom Bürgerwissenschaftler Jason Major mithilfe von Daten der JunoCam-Kamera auf der NASA-Raumsonde Juno erstellt. NASA/SwRI/MSSS/Jason Major, 2018
Dieses verbesserte Farbbild des Großen Roten Flecks des Jupiters wurde vom Bürgerwissenschaftler Kevin Gill mithilfe von Daten der JunoCam-Kamera auf der NASA-Raumsonde Juno erstellt. NASA/SwRI/MSSS/Kevin Gill, 2018
Dieses Echtfarbenbild zeigt, wie Jupiters Großer Roter Fleck einem Betrachter an Bord der NASA-Sonde Juno erscheinen würde. Das Bild wurde vom Bürgerwissenschaftler Björn Jönsson mithilfe von Daten der JunoCam erstellt. NASA/JPL-Caltech/SwRI/MSSS/Björn Jönsson, 2018
Jupiters Wolkenbänder. Die NASA-Raumsonde Juno hat dieses Bild der Wolkenbänder des Jupiters aufgenommen. Untersuchungen legen nahe, dass sich die Bänder mehr als 1.600 Kilometer in den Planeten hinein erstrecken. NASA/JPL-Caltech/SwRI/MSSS/Gerald Eichstedt/Sean Doran, 2018
Die NASA-Raumsonde Juno nahm dieses Bild der Südhalbkugel des Jupiters während ihres neunten nahen Vorbeiflugs am 16. Dezember 2017 auf. Juno-Wissenschaftler veröffentlichten das Bild am 7. Februar 2018, als die Raumsonde ihren zehnten Vorbeiflug absolvierte. Die Raumsonde nahm dieses Bild aus 30.970 Kilometern Höhe über Jupiters Wolkendecke auf, und der Hobbywissenschaftler Gerald Eichstaedt verarbeitete Rohdaten der JunoCam-Kamera, um dieses farbverstärkte Bild zu erstellen. NASA/JPL-Caltech/SwRI/MSSS/Gerald Eichstaedt, 2018
Die farbenfrohen Wolkengürtel der Südhalbkugel des Jupiters dominieren dieses Bild, das am 12. Januar 2018 von der NASA-Raumsonde Juno im Orbit des Gasriesen aufgenommen wurde. Juno nahm das Bild am 16. Dezember 2017 auf. Die Bildbearbeitung übernahm der Hobbywissenschaftler Kevin M. Gill. NASA/JPL-Caltech/SwRI/MSSS/Kevin M. Gill, 2018
Wirbelnde Wolken auf dem Jupiter, wie auf diesem Bild zu sehen, das vom JunoCam-Instrument auf der Raumsonde Juno aufgenommen und vom Amateurwissenschaftler Roman Tkachenko bearbeitet wurde. Roman Tkachenko/NASA, 2018
Jupiters wogende Wolken wirken auf diesem bearbeiteten Bild der NASA-Raumsonde Juno wie ein Kunstwerk. Der Bürgerwissenschaftler Eric Jorgensen hat die Farben des Originalbildes verbessert, um Details der komplexen Wolkenstruktur des Jupiters hervorzuheben. Oben links ist einer von acht weißen ovalen Stürmen zu sehen, die zusammen als „Perlenkette“ bezeichnet werden. NASA/JPL-Caltech/SwRI/MSSS/Eric Jorgensen, 2018
Die Raumsonde Juno fliegt bei ihrem fünften Vorbeiflug über Jupiters Wolken. Die NASA-Raumsonde Juno hat dieses verbesserte Farbbild von Jupiter bei ihrem vierten nahen Vorbeiflug am 2. Februar 2017 aufgenommen. NASA/JPL-Caltech/SwRI/MSSS/Roman Tkachenko, 2018
Eine von Jupiters stürmischen „Perlen“ ist das weiße Oval auf der linken Seite dieses neuen Bildes, das am 11. Dezember 2016 von der NASA-Raumsonde Juno aufgenommen wurde. Es ist der siebte von acht mächtigen Stürmen, die Jupiters „Perlenkette“ bilden. NASA/JPL-Caltech/SwRI/MSSS, 2018
Die NASA-Raumsonde Juno flog direkt über Jupiters Südpol, als die JunoCam dieses Bild am 2. Februar 2017 aus etwa 101.000 Kilometern Höhe über den Wolken des Planeten aufnahm. Das Bild wurde vom Hobbywissenschaftler John Landino bearbeitet. Diese verbesserte Farbversion zeigt helle, hohe Wolken und zahlreiche wirbelnde, ovale Gewitter. NASA/JPL-Caltech/SwRI/MSSS/John Landino, 2018
Das Bild basiert auf Rohdaten der JunoCam-Kamera der NASA-Mission Juno zum Jupiter. „Ton- und Farbkorrektur … verbessert Tiefe und Detail“, sagt der Bürgerwissenschaftler, der das Bild erstellt hat. NASA/JunoCam/Synthetrix, 2018
Die NASA-Raumsonde Juno hat dieses Bild von Jupiters Nordpol am 27. August aus einer Entfernung von 195.000 Kilometern aufgenommen. NASA/JPL-Caltech/SwRI/MSSS, 2018
Dieses Bild des Nordpols des Jupiters, aufgenommen von der NASA-Sonde Juno am 27. August 2016 aus einer Entfernung von 78.000 Kilometern, zeigt Stürme und Wettersysteme, wie sie im Sonnensystem sonst nirgendwo zu finden sind. NASA/JPL-Caltech/SwRI/MSSS, 2018
Dieses Infrarotbild der Südlichter des Jupiters wurde am 27. August 2016 von Juno aufgenommen. Solche Bilder sind von der Erde aus nicht möglich. NASA/JPL-Caltech/SwRI/ASI/INAF/JIRAM, 2018
Die NASA-Raumsonde Juno hat dieses Bild von Jupiter und seinen vier großen Galileischen Monden am 21. Juni 2016 in einer Entfernung von 10,9 Millionen Kilometern aufgenommen. NASA/JPL-Caltech/SwRI/MSSS, 2018
Diese künstlerische Darstellung zeigt die Raumsonde Juno der NASA bei ihrer Annäherung an Jupiter. NASA/JPL-Caltech, 2018
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