Sonnensystem

Werden und Vergehen der Jupiter-Wolkenb�nder

W�hrend die meisten Jupiterbeobachter gerade verbl�fft den Verlust eines der prominenten farbigen Wolkenb�nder auf dem Jupiter beklagen, erkl�rt ein Forscherteam, wie solche ausgedehnten Bandstrukturen auf Gasriesen �berhaupt entstehen k�nnen. Verantwortlich sind nicht nur die schon zuvor verd�chtigten konvektiven und turbulenten Str�mungen in der typischen Gasriesenatmosph�re – zudem sorgen Gravitationsschleppen, wie sie etwa von Monden ausgehen, f�r die oft �ber Jahrzehnte stabilen bandartigen Farbb�nder.

Andreas Tilgner von der Universit�t G�ttingen und seine Kollegen kommen zu dem Schluss, nachdem sie den Jupiter in einem kleinen Laborexperiment nachgebaut haben, um eine schon vor einiger Zeit vorgestellte mathematische Simulation handfest zu �berpr�fen. Demnach sollten sich unter dem Schwerkrafteinfluss eines Monds im Orbit die Schichten jeweils in verschiedenen Breiten einer sich drehenden fl�ssigen Kugel zu zylindrischen S�ulen organisieren. Wo diese Zylindersegmente die Oberfl�che durchsto�en, sollten dann die parallel zum �quator der Kugel verlaufenden typischen Verwirbelungsb�nder entstehen.

**Jupiterexperiment**

Im Experiment diente eine flexible, fl�ssigkeitsgef�llte und silikonumh�llte Kugel als Ersatzjupiter. Den Schwerkrafteinfluss eines Monds simulierten die Forscher mit einer dezenten Verformung des sich drehenden Versuchsballons, wie sie auch unter dem Einfluss der Mondgravitation in der Realit�t von Gasriesen auftritt. Sie sorgt daf�r, dass die im Modell vorhergesagten zylindrischen Fl�ssigkeitss�ulen im Inneren der Kugel auftreten (links im Querschnitt). Auf der Oberfl�che bilden sie horizontale Streifen wie die Atmosph�renb�nder Jupiters.

Bildzoom — **Jupiterexperiment**

Im Experiment diente eine flexible, fl�ssigkeitsgef�llte und silikonumh�llte Kugel als Ersatzjupiter. Den Schwerkrafteinfluss eines Monds simulierten die Forscher mit einer dezenten Verformung des sich drehenden Versuchsballons, wie sie auch unter dem Einfluss der Mondgravitation in der Realit�t von Gasriesen auftritt. Sie sorgt daf�r, dass die im Modell vorhergesagten zylindrischen Fl�ssigkeitss�ulen im Inneren der Kugel auftreten (links im Querschnitt). Auf der Oberfl�che bilden sie horizontale Streifen wie die Atmosph�renb�nder Jupiters.

Genau dies best�tigt sich im Experiment, bei dem eine flexible, fl�ssigkeitsgef�llte und silikonumh�llte Kugel als Ersatzjupiter diente. Die Schichtung des Kugelinhalts konnten die Wissenschaftler darin mit asymmetrischen Laserreflektoren nachvollziehen, den Schwerkrafteinfluss eines Monds simulierten sie mit einer dezenten Verformung des Versuchsballons, wie sie auch unter dem Einfluss der Mondgravitation in der Realit�t von Gasriesen auftritt: Sie sorgt f�r eine Ver�nderung der Rotationsgeschwindigkeit der S�ulensegmente.

Je nach ausge�btem Druck und Rotationsgeschwindigkeit entstanden tats�chlich bandartige Strukturen auf dem experimentellen Jupiter, die den realen Farbb�ndern �hneln. Der Effekt ist allerdings recht gering – wahrscheinlich spielen weitere Einflussfaktoren eine Rolle; zudem sind die hydrodynamischen Gegebenheiten des Jupiters sicher nicht exakt simulierbar.

Geb�ndeter Jupiter — **Geb�nderter Jupiter**

Unterdessen bleibt unklar, warum die Streifen des Gasriesen pl�tzlich auch wieder verschwinden k�nnen – wie gerade ein sonst prominentes dunkles Band auf der s�dlichen Hemisph�re, das allen Astronomen zu einem vertrauten Anblick geworden war, bevor sich der Gasriese Ende 2009 von der Erde aus gesehen nahe der Sonne ihren Blicken entzogen hatten. Die ersten guten Aufnahmen des Jahres vom April zeigen nun eine ungewohnt leere untere Planetenh�lfte.

Das s�dliche Band ist allerdings nicht zum ersten Mal verschwunden – schon Anfang der 1990er Jahre fehlte es zeitweise, ebenso auch auf den Detailaufnahmen, die 1973 von der Jupitersonde Pioneer 10 geschossen wurden. Die B�nder erscheinen dunkel, weil hier h�here, hellere Wolkenschichten fehlen. Wieso die Bew�lkung sich pl�tzlich �nderte, bleibt indes mysteri�s. (jo)

Morize, C. et al.: Experimental determination of zonal winds driven by tides. Physical Review Letters, im Druck (2010).