Jupiters Polarlichter

Wissenschaftliche Bedeutung

Hubbles ultraviolette Beobachtungen der Polarlichter des Jupiter haben unser Verständnis der Magnetosphärenphysik jenseits der Erde verändert. Die Beobachtungen von 2014 waren Teil einer Kampagne, die mit der sich nähernden Raumsonde Juno koordiniert wurde und darauf abzielte, eine Basislinie des Polarlichtverhaltens zu ermitteln, bevor Juno mit seinen Nahuntersuchungen der Polarregionen des Jupiter begann. Das Polarlichtsystem des Jupiter unterscheidet sich grundlegend von dem der Erde, da es hauptsächlich durch interne magnetosphärische Prozesse und nicht durch den Sonnenwind angetrieben wird. Die schnelle 10-Stunden-Rotation des Jupiter treibt enorme elektrische Ströme durch seine Magnetosphäre, während Io kontinuierlich etwa eine Tonne vulkanisches Material pro Sekunde in das System injiziert. Diese Schwefel- und Sauerstoffionen werden eingefangen und mit Energie versorgt, sodass sie schließlich spiralförmig entlang magnetischer Feldlinien in die Polaratmosphäre gelangen und Polarlichtemissionen erzeugen. Durch die Kartierung der Morphologie und zeitlichen Variabilität der Polarlichter im ultravioletten Licht lieferte Hubble entscheidende Einschränkungen für die Struktur des Jupiter-Magnetfelds und die Dynamik des Plasmatransports innerhalb der Magnetosphäre.

Beobachtungsdetails

Diese Beobachtungen wurden mit dem Space Telescope Imaging Spectrograph (STIS) von Hubble im Fern-Ultraviolett-Bildgebungsmodus aufgenommen, der bei Wellenlängen zwischen 115 und 170 Nanometern arbeitet, die vollständig von der Erdatmosphäre absorbiert werden und daher für bodengestützte Teleskope unzugänglich sind. Der ultraviolette Bandpass isoliert Emissionen von molekularem Wasserstoff und atomarem Wasserstoff, der durch die Ausfällung geladener Teilchen angeregt wird, und bietet so eine saubere Sicht auf die Polarlichtmorphologie ohne Verunreinigung durch reflektiertes Sonnenlicht. Mehrfachbelichtungen über mehrere Jupiterrotationen hinweg verfolgten Veränderungen im Polarlichtmuster und enthüllten die Fußabdrücke von Io, Ganymed und Europa als helle Flecken innerhalb des Polarlichtovals.

Ort im Universum

Lustige Fakten

• 1

  Die Polarlichter des Jupiter sind so stark, dass sie hundertmal mehr Energie abgeben als die Nord- und Südlichter der Erde. Allein die ultravioletten Polarlichter strahlen mehrere Terawatt Leistung aus – genug, um den gesamten Strombedarf der menschlichen Zivilisation zu decken.

• 2

  Im Gegensatz zu den Polarlichtern der Erde, die hauptsächlich bei Sonnenstürmen flackern, schalten sich die Polarlichter des Jupiters nie aus – sie strahlen ununterbrochen, angetrieben durch vulkanisches Material aus Io, das in der riesigen Magnetosphäre des Jupiters eingeschlossen wird.

• 3

  Das Magnetfeld des Jupiter ist etwa 20.000-mal stärker als das der Erde und erzeugt eine so große Magnetosphäre, dass sie, wenn sie von der Erde aus mit bloßem Auge sichtbar wäre, größer erscheinen würde als der Vollmond an unserem Himmel.