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Gasriese: Flug durch die Schichten von Jupiter

Eintauchen in eine fremde Welt: Ein visuell beeindruckendes Video nimmt den Zuschauer mit auf eine Reise durch die unterschiedlichen Schichten des Gasriesen.
What Would You See If You Fell Into Jupiter?

Veröffentlicht am: 04.09.2018

Laufzeit: 0:05:43

Sprache: englisch

Untertitel: deutsch

Vendor 101 ist ein You-Tube-Kanal, der anonym von Großbritannien aus betrieben wird. Er hat sich vor allem auf astronomische Beiträge spezialisiert.

Es ist ein visuell eindrucksvoller Trip: durch die Atmosphäre des Jupiters bis hinunter zum Gesteinskern. Eingeladen zu der fiktiven Reise hat der anonym von Großbritannien aus betriebene YouTube-Kanal Vendor 101.

Jupiter, mit 318 Erdmassen der größte Planet unseres Sonnensystems, ist von wirbelnden dichten Wolkenbändern umgeben, die jeden Blick ins Innere versperren. Und weil er mindestens 600 Millionen Kilometer weit entfernt ist, können selbst die besten Teleskope von der Erde aus nicht allzu viele Details auflösen. Zum Vergleich: Der Mars ist minimal 54,6 Millionen Kilometer entfernt, die Venus sogar nur 38 Millionen. Um mehr zu erfahren, hat die NASA seit den 1970er Jahren mehrere Raumsonden zum Jupiter geschickt.

Das Video erwähnt ausdrücklich die beiden Forschungsmissionen Galileo und Juno, die unser Wissen über den Riesenplaneten und seine Monde vervielfacht haben. Die Raumsonde Galileo sammelte ab Dezember 1995 mehr als sieben Jahre lang Daten vom Jupiter und seinen inneren Monden, bevor sie in der Atmosphäre des Planeten verglühte. Die Juno-Mission läuft noch. Seit dem 4. Juli 2016 umkreist die Sonde den riesigen Planeten auf einer sehr exzentrischen Umlaufbahn, die sie alle 14 Tage bis auf 4200 Kilometer an die Obergrenze der Wolkenschicht heranführt. Die polare Bahn führt sie bei jedem Umlauf über den Nord- und den Südpol des Jupiters und einen jeweils anderen Streifen der Wolkendecke dazwischen. So überfliegt sie im Lauf der Zeit die gesamte Oberfläche des Planeten.

Wie auch sein kleiner Bruder Saturn ist Jupiter ein so genannter Gasplanet. Er besteht zum großen Teil aus Wasserstoff, mit einer beträchtlichen Beimischung von Helium. Alle übrigen Elemente konzentrieren sich größtenteils auf den Kern. In der oberen Atmosphäre machen sie weniger als ein Gewichtsprozent aus. Trotzdem bestimmen sie das Aussehen des Planeten, denn sie bilden die spektakulären weißen, gelben, braunen, roten oder blauen Wolkenbänder und -wirbel.

Das Video verfolgt den fiktiven Abstieg eines extrem robusten Raumschiffs durch die verschiedenen Schichten der Atmosphäre bis zum Gesteinskern. Oben in der Stratosphäre des Jupiters, wo die Atmosphäre sehr dünn ist, liegen die Temperaturen bei unter minus 100 Grad Celsius. In der Schicht darunter, der Troposphäre, wird es langsam wärmer. Hier liegen vermutlich drei Wolkenschichten übereinander.

Ganz oben schweben Wolken aus Ammoniak-Eiskristallen, darunter vermutet man eine Schicht aus Ammoniumsulfat, und noch tiefer, bei etwa fünf Bar Druck und Temperaturen um null Grad Celsius, kondensiert Wasser zu Gewitterwolken aus Tropfen und Eis. Der Abstieg eines Raumschiffs durch diesen Bereich würde, anders als im Video gezeigt, zu einer ruppigen Angelegenheit. Die Landesonde der Galileo-Mission maß hier Windgeschwindigkeiten von bis zu 500 Stundenkilometern. Das galt sowohl für waagrechte als auch für senkrechte Winde.

Die massiven Stürme erklären auch die gigantischen Blitze in Höhe der Wasserwolken. Das Video hätte vielleicht darauf hinweisen sollen, dass auf dem Jupiter die Blitze vorwiegend an den Polen auftreten. Das erscheint ungewöhnlich, denn auf der Erde konzentrieren sich die Gewitter am Äquator. Die Astronomen haben inzwischen aber eine plausible Erklärung gefunden. Jupiter strahlt rund 70 Prozent mehr Energie ab, als er von der Sonne erhält. An den Polen kommt am wenigsten Sonnenstrahlung an, und deshalb ist der Temperaturunterschied zwischen dem Inneren von Jupiter und seiner Atmosphäre dort größer als am Äquator. Das führt wiederum zu stärkeren vertikalen Stürmen und heftigeren Gewittern. Warum aber die Gewitteraktivität am Nordpol deutlich stärker ist als am Südpol, weiß bislang niemand.

Je tiefer man kommt, desto heißer und dichter wird die Atmosphäre. Sie besteht immer noch vorwiegend aus Wasserstoff, der mit zunehmendem Druck immer mehr die Eigenschaften einer Flüssigkeit annimmt. Darin sinken die etwas schwereren Heliumtropfen langsam nach unten. Steigt der Druck weiter, fließt der Wasserstoff wie Quecksilber und wird metallisch leitend. Hier entsteht auch das massive Magnetfeld des Planeten, das nach den neuesten Erkenntnissen der Raumsonde Juno eine seltsame Struktur aufweist. Anders als auf der Erde hat es nicht einen magnetischen Südpol, sondern zwei. Der erste liegt, wie erwartet, am geografischen Südpol, der zweite am Äquator. Die metallische Wasserstoffregion im Jupiterinneren muss also eine komplexe, asymmetrische Struktur aufweisen.

Steigt man noch weiter hinab, wird es immer heißer, und schließlich trifft man dann auf den glühenden Gesteinskern – oder auch nicht. Ob es, wie im Video gezeigt, einen abrupten Übergang gibt, ist unklar. In jedem Fall ist es dort sehr viel heißer als im Erdkern, die Temperatur könnte etwa 24 000 Grad Celsius betragen.

Wenn es Wasserwolken gibt, wäre dann vielleicht Leben auf dem Riesenplaneten denkbar? Das Video klammert diese Frage aus. Aber wir dürfen natürlich spekulieren. Irdisches Leben braucht mindestens sechs Elemente: Wasserstoff, Sauerstoff, Stickstoff, Kohlenstoff, Schwefel und Phosphor. Sie alle sind auch auf dem Jupiter nachgewiesen. Doch das reicht nicht. Alle Zellen leben in einer Salzlösung. Es müssten also ebenso Natrium, Kalium und Chlor vorhanden sein, am besten auch noch Eisen. Der Jupiter ist von einem Ring aus mineralischem Staub umgeben, aus dem feine Partikel ständig auf die Atmosphäre herabrieseln. Auf der Oberfläche solcher mineralischen Staubkörner könnten durchaus die Reaktionen ablaufen, mit denen das Leben auf der Erde vor mehr als vier Milliarden Jahren begann.

In den nächsten Jahrzehnten wird das aber Spekulation bleiben. Weitere Missionen zur direkten Erforschung der Wasserwolkenschicht sind vorläufig nicht geplant.

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