Auf Neptun tobt ein Monstersturm – Jupiter ist ältester Planet im Sonnensystem (Videos)

Naturgemäß bevorzugen Astronomen die dunkle Nacht, um von der Erde aus das All zu beobachten. Doch Ned Molter von der University of California in Berkeley hielt sich nicht daran und hielt bereits in der Dämmerung Ausschau nach Neptun.

Und es hat sich gelohnt, denn mit Hilfe des Keck-Teleskops auf dem Mauna Kea auf Hawaii entdeckte er einen gewaltigen Sturm auf dem gegenwärtig äußersten Planeten unseres Sonnensystems, wie das Keck-Observatorium mitteilt.

Das Zentrum des Gebildes erstreckt sich allein schon über rund 30 Längen- und Breitengrade in Äquatornähe des Neptuns. Das entspricht rund 9000 Kilometern und damit fast 75 Prozent des Erddurchmessers.

Die Wolken des Sturms wurden zwischen dem 26 Juni und dem 2. Juli 2017 heller und traten in einer Region auf, in der bislang nie ein derartiges meteorologisches Ereignis beobachtet worden war.

Bislang beschränkten sich Wolkenbeobachtungen überwiegend auf polnähere Gebiete des Planeten, und sie sind gewöhnlich weniger hell (Titelbild: Links Jupiter, rechts Neptun).

Molter und seine Kollegin Imke de Pater vermuten, dass die hellen Wolken aus kondensiertem Methan bestehen und womöglich von einem dunklen Wirbelsystem mit hohem Luftdruck zusammengehalten werden, das tief in der Neptunatmosphäre verankert ist. Wenn das Gas darin aufsteigt, kühlt sie sich ab, bis das Methan in Tröpfchen kondensiert – ähnlich wie dies auf der Erde mit Wasserdampf passiert.

Warum das aber ausgerechnet am Neptunäquator geschieht, lässt de Pater rätseln: “Dieser gewaltige Wirbel befindet sich in einer Region, wo Luft eigentlich absinken und nicht aufsteigen sollte. Zudem lässt sich hier ein langlebiger Wirbel kaum physikalisch erklären.”

Sollten die Wolken dagegen nicht zu einem derartigen Wirbel gehören, könnte es sich bei dem System auch um konvektive Wolken handeln – ähnlich wie bei einem riesigen Sturm auf Saturn, der 2010 entdeckt wurde. Allerdings sollte man dann annehmen, dass sich die Wolken während der einen Woche, in welcher der Sturm beobachtet wurde, in die Breite ziehen.

“Das zeigt alles, wie extrem dynamisch die Neptun-Atmosphäre ist. Vielleicht sehen wir hier ein Wetterphänomen, das nur alle paar Jahrzehnte auftritt”, so de Pater. Ohnehin gehört der Planet zu den windigsten Orten unseres Sonnensystems.

Am Äquator können Stürme Spitzengeschwindigkeiten von 1600 Kilometern pro Stunde erreichen, der Höchstwert auf der Erde liegt hingegen bei “nur” 407 Kilometern pro Stunde durch Wirbelsturm “Olivia” im Jahr 1996.

(Bilder vom Sturm während der Dämmerung beobachtet)

Jupiter ist ältester Planet im Sonnensystem

Jupiter ist nicht nur der größte Planet des Sonnensystems, sondern auch der älteste, wie Planetologen der Westfälischen Wilhelms-Universität Münster (WWU) jetzt berichten. Ihnen ist es erstmals gelungen, sein Alter zu bestimmen. Bisher war das Alter Jupiters nicht bekannt – es gab nur Schätzungen.

Dies liegt unter anderem daran, dass es keine Gesteinsproben des Planeten gibt und Forscher daher keine direkten Messungen durchführen können. Die Münsteraner zogen nun durch Untersuchungen an Meteoriten Rückschlüsse auf das Alter von Jupiter. Die Studie ist in der aktuellen Ausgabe des Fachmagazins “Proceedings of the National Academy of Science of the United States of America” online veröffentlicht.

Jupiter war demnach spätestens eine Million Jahre nach Bildung des Sonnensystems auf die zwanzigfache Masse der heutigen Erde angewachsen. Das Sonnensystem entstand vor mehr als 4,5 Milliarden Jahren. Nach Erreichen der 20 Erdmassen dauerte es weitere drei Millionen Jahre, bis die Entstehung Jupiters abgeschlossen war.

“Trotz seiner großen Masse entstand Jupiter also nach kosmischen Maßstäben extrem schnell innerhalb von nur vier Millionen Jahren. Zwar haben theoretische Modelle bereits vorhergesagt, dass Jupiter schnell entstanden sein muss, aber diese Voraussagen sind sehr ungenau”, urteilt Dr. Thomas Kruijer, Erstautor der Studie. Zum Vergleich: Die Erde, die nur etwa ein 380stel der Masse Jupiters hat, benötigte ungefähr 100 Millionen Jahre für ihre Entstehung.

Um das Alter von Jupiter zu bestimmen, gingen die Forscher einen Umweg und untersuchten Meteorite. Diese Gesteinsbrocken stammen von Asteroiden, die sich heute in einem Gürtel zwischen Mars und Jupiter befinden.

Die münsterschen Wissenschaftler wiesen mithilfe von Isotopenmessungen nach, dass diese Asteroide in zwei unterschiedlichen Regionen des Sonnensystems entstanden: diesseits und – was für die Wissenschaftler eine überraschende neue Erkenntnis ist – auch jenseits der Umlaufbahn von Jupiter.

Die Forscher nutzten die Isotopen-Zusammensetzungen wie einen genetischen Fingerabdruck, um Verwandschaftsbeziehungen zwischen verschiedenen Meteoriten herzustellen (Starke Wirbelstürme über den Polen von Jupiter (Video)).

  

20 Erdmassen in weniger als einer Million Jahre

Durch Altersbestimmungen zeigten sie, dass sich die Asteroide diesseits und jenseits des Jupiters etwa zwischen einer Million Jahre und vier Millionen Jahren nach Entstehung des Sonnensystems bildeten. Prof. Dr. Thorsten Kleine erläutert:

“Während der Entstehung der Asteroide gab es keinen Materialaustausch zwischen den beiden Regionen. Dies kann man durch die Bildung von Jupiter erklären: Sobald Jupiter etwa 20 Erdmassen erreicht hatte, verhinderte er laut Modellrechnungen den Austausch von Material von jenseits und diesseits seiner Umlaufbahn.”

Im Umkehrschluss hieße dies: Jupiter muss die 20 Erdmassen in weniger als einer Million Jahre nach Entstehung des Sonnensystems erreicht haben.

(Seit vermutlich 350 Jahren tobt auf der Oberfläche des größten Planeten unseres Sonnensystems ein spektakulärer Sturm. Nun hat die Nasa-Sonde “Juno” Großaufnahmen vom “Großen Roten Fleck” auf dem Jupiter zur Erde gesendet)

Nach vier Millionen Jahren ist die Bildung abgeschlossen

Die 20 Erdmassen entsprechen dem festen Kern des Jupiter. Nachdem dieser Kern aus Gestein entstanden war, wuchs Jupiter durch das “Ansammeln” (Akkretion) von Gas zunächst relativ langsam bis auf etwa 50 Erdmassen an. Die münsterschen Forscher konnten den Zeitpunkt, an dem Jupiter rund 50 Erdmassen hatte, bestimmen. Denn mit dem Erreichen dieser Masse wurde der gravitative Einfluss von Jupiter so groß, dass Asteroide von jenseits seiner Umlaufbahn in das innere Sonnensystem gestreut wurden.

“Dieser Prozess kann nicht eingesetzt haben, bevor die Bildung der Asteroide abgeschlossen war, sonst hätten wir eine Durchmischung des Materials bei der Isotopen-Analyse festgestellt”, erläutert Thomas Kruijer, der inzwischen am “Lawrence Livermore National Laboratory” in Kalifornien, USA, forscht.

Den Zeitpunkt des Erreichens der 50 Erdmassen haben die Forscher auf etwa vier Millionen Jahren nach Entstehung des Sonnensystems eingegrenzt. Danach, so legen Modellrechnungen nahe, muss der Jupiter durch seine massebedingt starke Anziehungskraft extrem schnell seine endgültige Masse von 384 Erdmassen durch weitere Gas-Akkretion erreicht haben.

  

Implikationen für die Frühgeschichte des Sonnensystems

Das sehr schnelle Wachstum von Jupiter hat laut den münsterschen Planetologen wichtige Implikationen für die frühe Entwicklung des Sonnensystems und die Entstehungsgeschichte der vier sonnennächsten Planeten Merkur, Venus, Erde und Mars (“terrestrische Planeten”, auch Gesteinsplaneten genannt). So seien durch das Wachstum von Jupiter wasserreiche Asteroide aus dem äußeren in das innere Sonnensystem gebracht worden, wo sie unter anderem in die Erde eingebaut worden sein könnten. Diese wasserreichen Asteroide seien also möglicherweise die Quelle des irdischen Wassers.

Das schnelle Wachstum von Jupiter habe aber auch verhindert, dass große Mengen von Material in das innere Sonnensystem gelangten. Das könne erklären, warum Mars relativ klein geblieben sei und warum es in unserem Sonnensystem im Gegensatz zu vielen extrasolaren Sternensystemen keine “Super-Erden”, also besonders große terrestrische Planeten, gäbe.

“Dass wir Meteorite haben, welche jenseits von Jupiter entstanden sind, ist eine völlig neue Erkenntnis”, unterstreicht Thorsten Kleine. “Sie verändert unser Verständnis des frühen Sonnensystems nachhaltig.”(Dramatische Veränderungen in unserem Sonnensystem (Video))

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Literatur:

Stephen Hawking: Geheimnisse des Universums

Das Holographische Universum: Ein Buch über Cyberkultur, Magick, Schamanismus, Quantenphysik, Künstliche Intelligenz und die Matrix von Piarus O’Flanagan

Erde im Aufruhr von Immanuel Velikovsky

Videos:

Quellen: PublicDomain/spektrum.de/uni-muenster.de am 22.08.2017

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