Am 10. Juli wird die NASA Sonde „Juno“ über Jupiters grossen roten Fleck fliegen und ihn aus der bisher geringsten Distanz aller Raumsonden untersuchen.
Die Astronomen sitzen aber nicht untätig zuhause und warten gespannt auf die Daten, die Juno nach hause senden wird. Stattdessen führen sie von der Erde aus begleitende und ergänzende Beobachtungen mit verschiedenen Teleskopen und in unterschiedlichen Wellenlängenbereichen durch. Aktuelle Infrarot-Aufnahmen vom Jupiter wurden vor wenigen Tagen von zwei Observatorien auf dem Mauna Kea (Hawai’i) veröffentlicht.
(Ein längerer Hintergrundbericht über Juno und natürlich auch ein Bericht über den anstehenden Überflug wird später folgen.)
Der grosse rote Fleck ist ein riesiger Wirbelsturm, der mindestens seit 350 Jahren auf Jupiter tobt, aber in den letzten Jahren aus bisher nicht verstandenen Gründen schrumpft und nur noch die Hälfte seiner früheren Grösse hat. Juno wird bei ihrem bisher sechsten Orbit um Jupiter in nur 3500 km Höhe über Jupiter und ein paar Minuten später in 9000 km über den Sturm fliegen.
Astronomische Observatorien auf Hawai’i werden mit gezielten Beobachtungen Jupiters den Vorbeiflug begleiten und eigene Ergebnisse beisteuern. Am 18. Mai haben das Gemini (North) Observatorium und das japanische Subaru Observatorium, beide auf dem Mauna Kea gelegen, Jupiter in hoher Auflösung, aber bei verschiedenen Wellenlängen, fotografiert. Die Ergebnisse erlauben nicht nur eine bessere Planung des Vorbeiflugs und der Abläufe an Bord der Sonde, sondern steuern auch einen wertvollen Kontext zu den hochaufgelösten Bildern von Juno bei, indem sie den ganzen Planeten in einem breiten Spektrum fotografieren.
Das Gemini North Teleskop gewann ein Bild im Infrarot, das, wie gewöhnlich bei Bildern, die jenseits des für das menschliche Auge sichbaren Bereichs aufgenommen wurden, in Falschfarben dargestellt ist. Solche sogenannte Komposit-Aufnahmen werden aus mehreren Teilaufnahmen, die jeweils nur Helligkeitswerte bei einer bestimmten Wellenlänge enthalten, aber den gleichen Ausschnitt zeigen, am Computer zusammen gesetzt. Dabei wird zum Beispiel weit entferntes IR als Dunkelrot, nahes IR als Blau dargestellt. So entsteht eine farbige Aufnahme, deren Farben allerdings nicht der Wirklichkeit entsprechen, sondern willkürlich oder besser mit Bedacht ausgewählt wurden.
Die gewählten und durch Filter isolierten Wellenlängen enthalten Licht, das aus tieferen Schichten der Jupiter-Atmosphäre stammt. Dort dominieren Wasserstoff und Methan. Die Bilder zeigen, dass der grosse rote Fleck auf der Ostseite eine feine, längliche Struktur hat.
Das GEMINI North Teleskop auf dem Mauna Kea gewann diese Infrarot-Falschfarben-Aufnahme von Jupiter.
In der gleichen Nacht setzten japanische Kollegen das COMICS (Cooled Mid-Infrared Camera Spectrometer) ein, dass mit verschiedenen Filtern jeweils Schichten in unterschiedlicher Tiefe der Jupiteratmosphäre empfängt. Das erlaubt – wenn die Resultate der verschiedenen Filter gemeinsam betrachtet werden – quasi ein dreidimensionales Bild der oberen Atmosphäre zu generieren. Das 8 Meter durchmessende Teleskop erreicht dabei die höchste räumliche Auflösung von etwa 1000 km pro Pixel im Vergleich zu allen erdgebundenen IR Teleskope.
Die Daten zeigen, dass der rote Fleck von innen nach aussen wärmer werdende Gase herumschleudert. Offensichtlich, so deuten die Astronomen ihre Beobachtung, steigen kalte Luftmassen nahe des Zentrums auf und sinken an den Rändern des Sturms wieder ab. Wieso kalte Luftmassen aufsteigen und warme absinken sollen, obwohl normalerweise warme Gase weniger dicht sind und aufsteigen statt absinken sollten (-> Heissluftballon!), schreiben die Autoren nicht. Im Nordwesten zeigten sich ungewöhnlich turbulente Regionen, in denen warme und kalte Luftmassen nah aneinander grenzen.
Jupiter im IR, gesehen vom COMICS Spektrometer auf dem Subaru Teleskop
(Mehr über Juno und den anstehenden Überflug des grossen roten Fecks wird folgen)
Referenzen und Links:
http://www.spacedaily.com/reports/NASAs_Juno_Spacecraft_to_Fly_Over_Jupiters_Great_Red_Spot_July_10_999.html
http://www.spacedaily.com/reports/Earth_based_Views_of_Jupiter_to_Enhance_Juno_Flyby_999.html
http://www.spacedaily.com/reports/Mid_infrared_images_from_the_Subaru_telescope_extend_Juno_spacecraft_discoveries_999.html
https://www.nasa.gov/feature/jpl/nasas-juno-spacecraft-to-fly-over-jupiters-great-red-spot-july-10
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