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Juno zeigt uns Jupiter Spektakuläre Bilder von Jupiter

Juno zeigt uns beeindruckende Details von Jupiter. Die Raumsonde kommt ihm so nah wie keine andere zuvor. Dafür zahlt sie einen hohen Preis, denn Jupiter ist nicht irgendein Planet, sondern ein riesiges Gas-Monster.

Stand: 07.03.2018

So dicht wie keine andere Sonde zuvor fliegt die NASA-Raumsonde Juno über den rötlich-weiß gestreiften Gasplaneten Jupiter. Der riesige Planet birgt ein paar große Geheimnisse. Aufmerksam linst Juno unter seine dichte Wolkendecke und späht ihn vom Nord- bis zum Südpol aus. Daran lässt uns die Sonde teilhaben, indem sie spektakuläre Bilder von Jupiter zur Erde schickt: "Er sieht völlig anders aus als alles, was wir jemals gesehen oder uns vorgestellt haben", sagte Scott Bolton, der die NASA-Mission leitet.

"Es ist blauer da oben als anderswo auf dem Planeten und es gibt eine Menge Stürme."

Scott Bolton, Leiter der NASA-Mission, über Jupiters Nordpol

Wirbelstürme über den Jupiter-Polen

Überraschendes Sturmkarussell: Über den Polen Jupiters tobt nicht nur ein Sturm, sondern ein Heer von Stürmen.

Weltraumforscher sind überrascht von den Bildern, die die Raumsonde Juno im Frühjahr 2018 geknipst hat: An den Polen von Jupiter toben verschieden große Wirbelstürme umeinander. In diesem sogenannten Sturmkarussell rasen am Nordpol acht Wirbelstürme um einen zentralen Sturm herum und am Südpol fünf. Die Zyklone driften nicht in Richtung des zentralen großen Sturms, das heißt sie verschmelzen nicht miteinander, wie es aufgrund der Atmosphärendynamik erwartbar gewesen wäre. Ein Prozess, der bisher unbekannt ist, schreiben Wissenschaftler vom italienischen Astrophysikalischen Institut INAF im Fachblatt "Nature".

Asymmetrische Schwerkraft

Überhaupt wissen wir bisher wenig über die Polregionen des Jupiters. Man konnte sie von der Erde aus schlecht beobachten: Jupiters Rotationsachse ist kaum geneigt, sodass die Pole für Weltraumfoscher schlecht sichtbar waren. Außerdem ist der Planet von einer dichten Wolkendecke umhüllt. Schlechte Voraussetzungen für Beobachtungen, die nun mithilfe von Juno nachgeholt wurden. Ein Forscherteam vom Weizmann-Institute in Israel hat sich mit dem System aus Ost-West-Winden in Jupiters Atmosphäre beschäftigt, den sogenannten Jetstreams, und war nicht minder überrascht wie die italienischen Forscher: Das System aus Ost-West-Winden, die Jetstreams, ist gigantisch. Es reicht von der äußersten Wolkenschicht bis in Tiefen von bis zu 3.000 Kilometern. Dazu ist die Jupiter-Schwerkraft in Nord-Süd-Richtung erstaunlich asymmetrisch.

Messungen zeigen zudem, dass unterhalb von etwa 3.000 Kilometern das flüssige Innere von Jupiter wie ein fester Körper rotiert, sagt ein Team um Tristan Guillot von der Universität der Côte d'Azur. Jupiters Atmosphäre, die etwa ein Prozent seiner gesamten Masse ausmacht, rotiert dagegen in verschiedenen geografischen Breiten unterschiedlich schnell.

Bilder vom Großen Roten Fleck

Der Wirbelsturm "Großer Roter Fleck" heißt so, wie er aussieht. Er hat einen Durchmesser von mehr als 16.000 Kilometern.

Im Juli 2017 schafft Juno etwas, wovon Menschen seit Langem träumen: Die Sonde sieht den gewaltigen Wirbelsturm, der "Großer Roter Fleck" genannt wird, von ganz Nahem. "Hunderte von Jahren haben Wissenschaftler den Großen Roten Fleck beobachtet, bestaunt und Theorien dazu aufgestellt", sagt Scott Bolton. "Jetzt haben wir die besten Bilder aller Zeiten." Juno befand sich in der Nacht vom 10. auf den 11. Juli etwa 9.000 Kilometer über dem Sturm.

Ungebremster Wirbel über den Gasriesen

Der Sturm wirbelt seit Jahrhunderten über Jupiter. Auf dem Gasplaneten wird er nicht abgebremst.

Der Wirbelsturm hat einen Durchmesser von rund 16.350 Kilometern, ist 600 Stundenkilometern schnell und wird seit 1830 von Astronomen beobachtet. Laut NASA könnte der Sturm bereits seit mehr als 350 Jahren über die Jupiter-Oberfläche fegen. Auf dem gasförmigen Planeten gibt es, anders als auf der Erde, keine feste Oberfläche, die ihn abbremsen könnte. Etwas kleiner sei der Große Rote Fleck aber dennoch schon geworden. Die Bilder und Daten der insgesamt acht Messinstrumente von Juno sollen jetzt helfen, mehr über den Sturm zu erfahren.

Mit Schwung zum Ziel

Zu ihrer fast drei Milliarden Kilometer langen Reise war Juno am 5. August 2011 gestartet. Am 5. Juli 2016 schwenkte sie in ihre Umlaufbahn um Jupiter ein. Um Treibstoff zu sparen, fliegen Planetensonden nicht auf direktem Weg zu ihrem Ziel, sondern holen Schwung, indem sie in einem sogenannten Swing-By-Manöver um um einen Planeten herum fliegen. Juno brachte eine elliptische Umlaufbahn um die Sonne im Herbst 2013 noch einmal in die Nähe der Erde, bevor sie sich langsam ins äußere Sonnensystem schraubte.

Juno zeigt uns Jupiters unbekannte Seiten

Infrarot-Bilder von Juno zeigen Polarlichter an Jupiters Südpol.

Juno zeigt uns Sturmsysteme und Wetter-Aktivitäten, die so noch nie auf anderen Gasriesen unseres Sonnensystems beobachtet wurden. Die Sonde machte außerdem Infrarot-Aufnahmen von Jupiters Nord- und Südpol. Zu erkennen sind warme und heiße Stellen, die man laut NASA zuvor noch nie gesehen hatte. Zum ersten Mal sind dank Juno auch die Polarlichter am Südpol zu sehen. Juno konnte außerdem Schallwellen aufnehmen, die Jupiter aussendet. Wissenschaftler kennen sie seit den 1950er-Jahren, sie konnten jedoch nie zuvor aus so geringer Entfernung analysiert werden. "Jupiter spricht zu uns, so wie es nur Gasriesen können", sagte Bill Kurth, Forscher an der Universität Iowa.

Junos und Jupiters intimstes Stelldichein auf Film gebannt

Die Sonde Juno hat dieses Bild von Jupiter am 27. August 2016 aufgenommen - zwei Stunden vor ihrer größten Annäherung an den Gasplaneten.

Spektakuläre Aufnahmen gibt es von Junos erstem und intimstem Rendezvous mit Jupiter. Am 27. August 2016 hat sich die Sonde dem Planeten bis auf 4.200 Kilometer genähert, um ihn mit Instrumenten und Kameras genauer zu erforschen. Juno sei mit einer Geschwindigkeit von 208.000 Kilometern pro Stunde seinen oberen Wolken nahe gekommen, bestätigte die NASA. Bis zum Ende der Mission, voraussichtlich im Frühjahr 2018, sind zwar insgesamt mehr als 30 solcher Rendezvous geplant, aber bei keinem soll Juno derart eng auf Tuchfühlung gehen wie im August 2016.

"Dies ist unsere erste Gelegenheit, wirklich einen Blick aus der Nähe auf den König unseres Sonnensystems werfen zu können."

Scott Bolton, Juno-Chefentwickler, Southwest Research Institute in San Antonio, Texas

Größenvergleich: Raumsonde Juno - Basketball-Feld

Jupiter, der größte Planet

Riese Jupiter im Vergleich zur Erde

Jupiter ist der größte Planet im Sonnensystem. Er hat 2,5-mal so viel Masse wie alle anderen Planeten zusammen. Dabei besteht Jupiter fast ausschließlich aus Gas - vor allem aus viel Wasserstoff und etwas Helium. Eine feste Oberfläche hat der Planet nicht. Aber er ist auch kein luftiger Ballon oder ein lockeres Wölkchen oder wie man sich Gas sonst vorstellen könnte. Jupiters schiere Größe, seine Masse, verwandelt das Gas in seinem Inneren in etwas, das es bei uns auf der Erde gar nicht gibt.

Wo Gas metallisch wird

Im Inneren von Jupiter

Der enorme Druck im Inneren Jupiters verdichtet den Wasserstoff. So sehr, dass das Gas ohne merklichen Übergang plötzlich wie flüssig wird. "Metallisch" nennt man diesen Aggregatszustand; der Wasserstoff ist dann elektrisch leitfähig und nicht mehr von einer Flüssigkeit zu unterscheiden. Außer in solch großen Gasplaneten und der Sonne kommt metallischer Wasserstoff nicht in der Natur vor.

Jupiters große Kraft: das Magnetfeld

Größtes Magnetfeld eines Planeten im Sonnensystem

Der metallische Wasserstoff ist zusammen mit der schnellen Drehung Jupiters um seine Achse - ein Tag dauert dort nur zehn Stunden - vermutlich die Ursache für eine große Stärke des Planeten: Jupiter hat das stärkste Magnetfeld im ganzen Sonnensystem, abgesehen von der Sonne selbst. Es reicht auf Jupiters Sonnenseite fünf bis sieben Millionen Kilometer weit ins All, auf der sonnenabgewandten Seite sogar 700 Millionen Kilometer weit - fast bis zu Saturns Bahn.

Polarlichter auf Jupiter

Wie bei uns bringt auch Jupiters Magnetfeld Polarlichter hervor: An seinem Nord- und Südpol sind immer wieder Auroren zu sehen. Doch sein Magnetfeld ist so stark, dass der Planet alle geladenen Teilchen seiner Umgebung einfängt: Myriaden geladener Protonen, Elektronen und Ionen umkreisen Jupiter in Lichtgeschwindigkeit.

Juno ist gefährlich unterwegs

Eines der ersten Bilder aus der Umlaufbahn

Und genau dorthin macht sich Juno auf - in diesen elektrischen Hagel. Die NASA-Sonde untersucht das Magnetfeld Jupiters, über das wir bislang noch wenig wissen. Bis auf etwa 5.000 Kilometer nähert sie sich seiner Wolkendecke. Doch die Strahlung des Magnetfelds ist so stark, dass schon ein einziger dieser nahen "Flybys" (Vorbeiflüge) das elektronische Hirn der Sonde buchstäblich wegschmurgeln könnte. Über die gesamte Missionszeit, die bis zum Frühjahr 2018 dauern soll, trifft Juno eine gewaltige Strahlungsdosis:

"Juno wird dem Äquivalent von 100 Millionen Röntgenaufnahmen beim Zahnarzt ausgesetzt sein."

Rick Nybakken, Projektleiter der Juno-Mission

Junos besitzt einen Titan-Safe

Juno vor Jupiter

Eine Titan-Kammer von 172 Kilogramm Gewicht schützt Junos Bordcomputer und die Schaltzentralen der Instrumente - erstmalig auf einer Weltraummission. Die Titan-Kammer verringert die Strahlung ums 800-Fache, damit Juno wie geplant zwanzig Monate in Jupiters Nähe überlebt und insgesamt 36-mal dicht an ihm vorbeifliegen kann.

Aus sicherem Abstand um Jupiter

Junos Orbit um Jupiter

Als weitere Schutzmaßnahme studiert Juno Jupiter meist nur von Ferne: Um dem Magnetfeld, das etwa in der Form eines Schwimmreifens um den Planeten liegt, möglichst zu entgehen, ist die Sonde auf einer extrem elliptischen Umlaufbahn unterwegs. Sie taucht in der Nähe des Nordpols unter das Magnetfeld ein, fliegt auf Tuchfühlungskurs über Jupiters Wolken zum Südpol und entfernt sich dann sehr weit, um außerhalb des Magnetfelds ihre Schleife zu drehen und erneut Anlauf auf Jupiters Nordpol zu nehmen.

Juno, die schwindelfreie Spionin

Instrumente der Sonde Juno

Jedem Raumfahrer würde an Bord von Juno schlecht werden, denn die solarbetriebene Sonde rotiert auch noch um ihre eigene Achse, um ihre Stabilität zu erhöhen. Pro Flyby von Pol zu Pol, der gut zwei Stunden dauert, flitzen Junos Instrumente rund 400-mal über Jupiters Oberfläche, dreimal pro Minute. Dann werden Magnetfeld, Polarlichter, Atmosphäre und Stürme genau unter die Lupe genommen.

  • "Neues vom Jupiter - Erste Ergebnisse der Juno-Mission": am 26. Mai 2017 um 18.05 Uhr in IQ, Bayern 2.
  • "NASA-Sonde Juno erreicht den Planeten Jupiter": am 4. Juli 2016 um 13.05 Uhr in der radioWelt, Bayern 2.
  • "Geheimnisvoller Gasriese - Nasa-Sonde Juno erkundet Jupiter": am 1. Juli 2016 um 18.05 Uhr in IQ, Bayern 2.

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