Die Flecken auf dem Jupiter waren für Astronomen nichts Neues, als der Forschungssatellit Galileo am 7. Dezember 1995 eine Sonde in die Atmosphäre des Riesenplaneten absteigen ließ. Während ihres einstündigen Aufenthalts machte sie die bisher einzigen direkten Messungen von der Atmosphäre. Doch die Sonde drang an keiner gewöhnlichen Stelle ein, sondern erwischte den südlichen Rand eines solchen heißen Flecks, in dem die Infrarotstrahlung aus dem Inneren des Planeten durchscheint.

Wissenschaftler versuchten schon lange, die Stabilität dieser heißen Flecken zu verstehen, von denen jeder Einzelne ungefähr die Ausdehnung von Nordamerika hat und sich für einige Monate in der Atmosphäre hält. In der Nähe des Äquators wechseln sie sich mit größeren, wolkenreichen federartigen Strukturen ab. Das "heiß" in der Bezeichnung ist allerdings nur relativ: Bei der sichtbaren Tiefe beträgt die Temperatur um Null Grad Celsius, in der Umgebung liegt sie etwa 130 Grad darunter. Die Flecken sind überraschend tief, wie Andrew Ingersoll vom California Institute of Technology bemerkt. "Wenn Sie in einem Ballon in einen dieser heißen Flecken hineingerieten, würden sie 100 Kilometer tief fallen – mehr als die zehnfache Höhe des Mount Everest", erklärt er.

Adam Showman vom Ames Research Center der NASA in Moffett Field und Timothy Dowling vom Comparative Planetology Laboratory der University of Louisville in Kentucky haben nun möglicherweise die Erklärung gefunden, wie diese tiefen Löcher in den Wolken des Jupiter ent- und bestehen können. Sie schlagen vor, dass die Luft, welche sich unmittelbar nördlich des Äquators von Westen nach Osten bewegt, nicht nur einen horizontalen Wind erzeugt. Strömt die Luft nämlich durch einen heißen Fleck, erhöht sich ihr Druck zeitweilig auf das Doppelte. Dadurch bewegt sie sich auch senkrecht zur Oberfläche und erreicht dabei Geschwindigkeiten bis zu 250 Kilometer pro Stunde. Dann fällt die ausgetrocknete Luft hinab, wobei die klaren Flecken entstehen. Nachdem sie die heißen Flecken passiert hat, steigt die Luft wegen des abnehmenden Drucks wieder, wobei Wasser- und Ammoniakdämpfe zu neuen Wolken kondensieren, die das federartige Muster über dem Äquator bilden (Science vom 8. September 2000).

Anhand von Computersimulationen fanden die Forscher heraus, dass stabile Strukturen nur dann entstehen, wenn große Druckunterschiede vorliegen. Dowling witzelt: "Es gibt keine kümmerlichen heißen Flecken, sondern nur kräftige." Die Berechnungen zeigten auch, dass die Stelle, an der die Sonde in die Atmosphäre eintrat, noch außergewöhnlicher ist, als sowieso schon angenommen. Denn gerade auf der Südseite eines heißen Flecks verstärkt sich der Wind nach unten, während er sich am Nordrand genau umgekehrt verhält.

Die trockenen Gebiete, in denen die Luftmassen sinken, ähneln subtropischen Wüsten auf der Erde, sagt Ingersoll. Aber anders als die Erde hat Jupiter keine feste Oberfläche, um die fallenden Luftmassen zu stoppen. Zusammengenommen machen die heißen Flecken weniger als ein Prozent des Jupiter, doch wie sie stabil bleiben, sei sehr wichtig, um die Atmosphärendynamik des gesamten Planeten zu verstehen, erklärt Dowling. Außerdem hätten sie "mathematische Cousins" in einigen Bewegungen der Erdatmosphäre und der Ozeane. "Wie weit oder eng diese Phänomene miteinander verwandt sind, ist eine Frage, der wir jetzt nachgehen wollen", fügt der Wissenschaftler hinzu.

Siehe auch

• Spektrum Ticker vom 11.2.2000
  "Wilde Wirbel auf Jupiter"
  (nur für Ticker-Abonnenten zugänglich)
  
• Spektrum Ticker vom 14.10.1998
  "Schlechtes Wetter auf Jupiter"
  (nur für Ticker-Abonnenten zugänglich)
  
• Spektrum der Wissenschaft 1/96, Seite 40
  "Die Galileo-Mission"
  (nur für Heft-Abonnenten online zugänglich)