Jupiter. Bildnachweis: NASA / JPL Zum Vergrößern anklicken
Turbulenzen, die durch Sonnenlicht und Gewitter verursacht werden, können die zahlreichen Ost-West-Jet-Streams auf Jupiter und Saturn erklären und sogar starke Winde erzeugen, die sich über Hunderte oder Tausende von Kilometern ins Landesinnere erstrecken, weit unterhalb der Höhen, in denen die Jets angetrieben werden.
Wissenschaftler haben versucht, die Mechanismen zu verstehen, die die Jetstreams bilden und ihre Struktur steuern, seit die ersten hochauflösenden Bilder von Jupiter in den 1970er Jahren von den Raumfahrzeugen Pioneer und Voyager zurückgegeben wurden.
Auf der Erde bilden die Jetstreams - enge Luftströme, die in den mittleren Breiten von West nach Ost strömen - einen Hauptbestandteil der globalen Zirkulation unseres Planeten und steuern einen Großteil des großräumigen Wetters in den USA und anderen Ländern außerhalb der USA die Tropen. Ähnliche Ost-West-Jet-Streams dominieren die Zirkulation der Riesenplaneten Jupiter, Saturn, Uranus und Neptun und erreichen auf Jupiter bis zu 400 Meilen pro Stunde und auf Saturn und Neptun fast 900 Meilen pro Stunde. Die Frage, was diese Jetstreams verursacht und wie tief sie sich in das Innere der Riesenplaneten erstrecken, bleibt eines der wichtigsten ungelösten Probleme bei der Untersuchung der Planetenatmosphäre.
Adam Showman und Yuan Lian von der University of Arizona in Tucson und Peter Gierasch von der Cornell University in Ithaca, New York, erklärten auf der 37. Jahrestagung der Abteilung für Planetenwissenschaften der American Astronomical Society, wie Turbulenzen in Wolkenschichten tiefe Jets antreiben können , gehalten in Cambridge, England.
Lian, Showman und Gierasch führten Computersimulationen durch, die zeigten, dass horizontale Temperaturkontraste - erzeugt durch Sonnenlicht oder Unterschiede in der Gewitteraktivität - mehrere Strahlströme erzeugen können, die tief in das Innere eines riesigen Planeten eindringen. In den Simulationen induzieren die Temperaturkontraste tief eindringende Zirkulationszellen, die wiederum die tiefen Strahlen antreiben. Die Studie, die ein fortschrittliches dreidimensionales Computermodell verwendet, gehört zu den ersten, die eine Bewertung der Wechselwirkung von Jets in der Nähe der Atmosphäre ermöglichen, die mit dem Innenraum interagieren.
Die meisten Planetenforscher haben angenommen, dass Jets, die nahe der Oberseite der Atmosphäre gepumpt werden, auf diese flachen Schichten beschränkt bleiben, und wir haben gezeigt, dass dies keine gültige Annahme ist “, sagte Showman.
Die Galileo-Sonde der NASA, die 1995 mit einem Fallschirm durch die Jupiter-Atmosphäre flog, sollte zum Teil dazu beitragen, die Frage zu beantworten, wie tief sich die Jetstreams erstrecken. Die Sonde fand starke Winde, die sich mindestens 150 Kilometer unter den Wolken erstreckten. Planetenforscher haben diese Messung weithin als Beweis dafür interpretiert, dass die Jets tief aus dem Inneren des Jupiter herausgetrieben werden. Die neue Studie stellt diese Interpretation in Frage.
"Wir wissen immer noch nicht, ob die Jets auf den Riesenplaneten von oben oder aus dem tiefen Inneren angetrieben werden", sagte Showman. "Unsere Studie zeigt jedoch, dass die von der Galileo-Sonde gemessenen tiefen Winde genauso leicht aus Turbulenzen in flachen Wolkenschichten resultieren können wie aus Turbulenzen tief im Inneren des Jupiter."
"Dieses Ergebnis widerspricht einer langjährigen Annahme vieler Planetenwissenschaftler."
Die neue Studie zeigt auch, dass die Turbulenzen unter realistischen Bedingungen nicht nur zahlreiche Strahlströme erzeugen können, sondern auch eine starke Strömung nach Osten am Äquator, wie auf Jupiter und Saturn beobachtet. Solche Ströme sind in atmosphärischen Modellen notorisch schwer zu erzeugen, bemerkte Showman.
Ursprüngliche Quelle: NASA Astrobiology
