Gewitter der Superlative - Blitze in den Wolken des Jupiter

Die NASA-Sonde Juno hat ungewöhnliche Blitze auf dem Jupiter entdeckt. Sie zucken durch die Hochatmosphäre des Gasriesen und werden in riesigen Ammoniakwolken gezündet. Doch diese Wolken bergen noch weitere Überraschungen.

Die Erforschung von Blitzen in der Jupiteratmosphäre gehört zu den spannendsten Aufgaben der NASA-Mission Juno. Zwar wurden schon früher Blitze in der Atmosphäre des Planeten nachgewiesen, doch nun ist es erstmals gelungen, sie auch in den höchsten Wolkenschichten zu beobachten. Dabei ging der Raumsonde auch ein exotischer grüner Blitz ins Netz.

Die neu entdeckten Blitze wurden von den NASA-Forschern als "flache Blitze" bezeichnet. Diese Bezeichnung steht für eine unerwartete Form von elektrischen Entladungen, da sie ihren Ursprung in einer physikalischen Umgebung haben, in der die Entstehung von Blitzen bisher nicht für möglich gehalten wurde.

Denn die als Ladungsträger benötigten Wassertröpfchen dürften in Jupiters Hochatmosphäre eigentlich gar nicht existieren, da es dort mit Temperaturen unter minus 70 Grad viel zu kalt für flüssiges Wasser ist. Dass die Ladungstrennung dennoch funktioniert, liegt allein daran, dass die Wolken des Gasplaneten viel Ammoniakgas enthalten.

Dieses Gas wirkt wie ein Frostschutzmittel auf die in den Wolkentürmen hochgeschleuderten Eiskristalle und bringt sie zum Schmelzen. Die dabei entstehende Lösung aus Ammoniak und unterkühltem Wasser wird bei der Kollision mit noch festen Eiskristallen zum Ladungsträger und die elektrische Spannung kann sich in den beobachteten, gewaltigen Blitzen entladen.

Auffällig ist auch, dass die Höhengewitter auf dem Gasplaneten nicht am Äquator, sondern nur in hohen Breiten rund um die untersuchte Nordpolarregion auftreten. Auf der Erde ist dies genau umgekehrt. Hier blitzt und donnert es ausschließlich abseits der kalten Polarregionen. Die Frequenz von bis zu vier Blitzen pro Sekunde ist dagegen wieder ähnlich wie auf der Erde.

Eine Animation der NASA simuliert den Flug durch die gewaltigen Gewitterstürme in der Hochatmosphäre des Jupiter. Sie zeigt das Streulicht der neu entdeckten Lichtblitze in den Wolken aus der Nähe und taucht in den gigantischen atmosphärischen Jet des Planeten ein. Die kleinsten der weißen Wolkenpakete haben einen Durchmesser von rund 100 Kilometern.

Weiter geht es durch die turbulenten Wolkenmassen des Jupiter, vorbei an der Gischt des Ammoniak-Wasser-Regens und flackernden Blitzen. Für das Video wurden reale Aufnahmen der Juno-Kamera von Wolken in großer Höhe mit einer computergenerierten Animation kombiniert.

Eine weitere spannende Entdeckung verdankt die Forschung der Juno-Mission: Durch die Ammoniak-Wasser-Lösung in den Wolkentürmen des Planeten entsteht auch eine besondere Art von Hagel. Dieser ist wie auf der Erde schalenförmig aufgebaut und wächst durch das Wechselspiel von Auf- und Abwinden in den Wolken.

Die Turbulenzen verdichten die halbflüssige Ammoniak-Wasser-Lösung zu einer Art Matsch, der immer wieder von einer dünnen Kruste aus Wassereis überzogen wird. Erst wenn diese Matschbälle zu groß und zu schwer werden, fallen sie in tiefere Schichten der Atmosphäre, ähnlich wie irdischer Hagel in der Erdatmosphäre.

Die Juno-Sonde wurde 2011 gestartet und erreichte den Gasriesen 2016 für ihre ursprünglich auf 20 Monate veranschlagte Mission in einer Umlaufbahn um den Jupiter. Die Mission wurde bereits zweimal verlängert und wird noch bis mindestens 2025 fortgeführt.

Neben dem Planeten selbst, nimmt die Sonde auch Jupiters Eismonde ins Visier. Forscher vermuten, dass sich unter den kilometerdicken Eiskrusten dieser Monde ganze Ozeane aus flüssigem Wasser befinden, in denen sich sogar Leben entwickelt haben könnte.