Jupiter

Wer kennt es nicht, das typische Erscheinungsbild des Planeten Jupiter: Ein Gasriese mit seinen zwei charakteristischen Wolkenbändern.

Jupiter, 15. 5. 2007, Farm Hakos, Namibia, © Michael Karrer

Bei diesen beiden wie auch bei den anderen gut sichtbaren Bändern handelt es sich nicht um Ringe, die den Planeten umgeben, sondern um Wolkenbänder. Das Klima auf dem Jupiter, jenem der Erde nicht unähnlich, sorgt für einigermaßen stabile Klimazonen.

Man sollte annehmen, dass sich eine Planetenatmosphäre so chaotisch verhält, dass man ihren Anblick nicht systematisch beschreiben kann. Glücklicherweise gibt es aber auf Jupiter großräumige Mechanismen, die eine grobe Beschreibung dessen, was man im Fernrohr sehen kann, erlauben.

Die Nomenklatur der grossen Strukturen

Die Wolken der Jupiteratmosphäre ordnen sich in Streifen, die parallel zum Äquator verlaufen, an. Die dunkleren Streifen nennt man Bänder, die hellen Zwischenräume zwischen den Bändern nennt man Zonen. Die Nomenklatur, die auf den Anfang des 20. Jahrhunderts zurückgeht, benennt die Bänder und Zonen nach „Klimazonen“, die jenen auf der Erde nachempfunden sind. Nicht immer sind tatsächlich alle dieser Bänder und Zonen zu sehen, es handelt sich hier um einen Richtwert.

Eine wichtige Struktur ist der Große Rote Fleck (GRF). Es handelt sich um eine ziemlich permanente Störung an der Grenze vom SEB zur STrZ, die seit einigen Jahrhunderten beobachtet wird, allerdings nicht immer gleich intensiv ist. Nur selten ist der GRF wirklich lachsrot; meist ist er, wenn überhaupt erkennbar, leicht dunkler als seine Umgebung. Manchmal sieht man ihn selbst überhaupt nicht, sondern nur die „Bucht“, die er im SEB bewirkt.

Die großräumigen Strukturen auf Jupiter sind eher beständig, vor allem die beiden Äquatorbänder. Nichts desto trotz kann vor allem das SEB immer wieder für bis zu ein Jahr verschwinden, wie zuletzt 1989, 1993 und 2010. Die Ursachen dafür sind noch nicht bekannt, dürften aber mit dem GRF in Zusammenhang stehen. Von den übrigen Bändern verschwindet das STB am häufigsten. Man nennt ein solches Verschwinden eines Bandes Fading.

In den Bändern und Zonen sind oft kleinere, teilweise nur relativ kurz bestehende Strukturen zu erkennen, die auch im Fernrohr einen Eindruck der chaotischen Wolkenwirbel vermitteln, die man von den Voyager- oder Galileo-Bildern her kennt. Im Vorfeld der Voyager-Missionen hat das New Mexico State University Observatory eine Nomenklatur dieser kleineren Strukturen erarbeitet. Diese ist nicht so systematisch wie die Benennung der Bänder und Zonen. Man unterscheidet zwischen hellen und dunklen Strukturen. Helle Objekte sind vor allem vor dem Hintergrund der Bänder auffällig. Dunkle Objekte sieht man eher vor den hellen Zonen.

Man beschreibt die Lage wie gesagt zunächst einmal in Bezug auf die Bänder oder Zonen, wobei man auch deren Nord- bzw. Südteil angeben kann. Es ist auch durchaus üblich, die Positionen von Formationen relativ zu einander anzugeben, wobei man mit „p.“ (preceeding) vorangehend, mit „s.“ (succeeding) nachfolgend im Sinne der Jupiterrotation angibt. Weiters bedeutet „n.“ den Nord- und „s.“ den Südrand einer Formation.

Die Nomenklatur der kleinräumigen Strukturen

Die hellen Strukturen:

Die dunklen Strukturen:

Trotz seiner gewaltigen Größe rotiert Jupiter schneller als jeder andere Planet um seine Achse. Der Riesenplanet benötigt nur 9 Stunden, 55 Minuten und 30 Sekunden für eine Umdrehung um die eigene Achse. Diese rasche Rotation hat auch die deutliche Abplattung des Planeten zur Folge.

Wir beobachten die oberen Atmosphärenschichten des Planeten und aufgrund von Windströmungen ergibt sich hier ein etwas anderes Bild:

• Die Äquatorzone, ein Bereich zwischen 10° südlicher und 10° nördlicher Breite, rotiert scheinbar einmal in 9 Stunden, 50 Minuten und 30 Sekunden. Wir sprechen vom System I der Jupiterrotation.

• In den übrigen Breiten beobachten wir eine Rotation von 9 Stunden, 55 Minuten und 41 Sekunden. Wir sprechen vom System II der Jupiterrotation.

Die Systeme der Jupiterrotation

Zur Beschreibung der beobachteten Wolkenformationen auf Jupiter gehört auch die Angabe der (jovigrafischen) Koordinaten, da diese durchaus im Lauf der Zeit durch die Atmosphäre driften. Hier ist zunächst erforderlich, den momentan beobachteten Zentralmeridian zu kennen. Eine gute Quelle dafür ist calsky.org:

• Physikalische Jupiterephemeride bei calsky.org

Die nachfolgende Schablone kann bei der Koordinatenbestimmung helfen:

Die rasche Jupiterrotation ist eine Herausforderung für alle, die Jupiter zeichnen oder fotografieren wollen. Kombinieren wir die letzten beiden Bilder, so ergibt sich ein Koordinatennetz mit den Zeiten (in Minuten) bis zum bzw. seit dem Transit einer Struktur durch den Meridian:

Zeiten in Minuten bis zum bzw. seit dem Transit durch den Meridian. Jupiter rotiert von Ost nach West.
Ost und West entsprechen hier dem Anblick am Himmel im umkehrenden Fernrohr
und nicht dem jovigrafischen Koordinatensystem.

Jetzt haben wir alle Werkzeuge, um die Jupiteratmosphäre über längere Zeit genau zu beobachten und Entwicklungen aufzuzeichnen. Wir sind Jupiter-Meteorologen!