Neue Beobachtungen vonJupiterDie Blitze offenbaren unerwartet komplexe und mächtige Stürme.
Jupiter, der größte Planet unseres Sonnensystems, ist die Heimat massiver, langlebiger Stürme, von denen einige Jahrhunderte andauern. Eine neue Studie von Wissenschaftlern desberichtet, dass diese Stürme extrem starke Blitze erzeugen können. Einige Blitze können bis zu 100-mal stärker sein als Blitze auf der Erde – und möglicherweise sogar noch intensiver.
Die Ergebnisse basieren auf Daten vonNASAist die Raumsonde Juno, die seit 2016 den Jupiter umkreist. Juno untersucht die Atmosphäre des Planeten mithilfe eines Mikrowellenradiometers, das von Blitzen erzeugte Funksignale erkennt, ähnlich den Interferenzen, die Blitze auf der Erde erzeugen. Mikrowellen befinden sich am Hochfrequenzende des Funkspektrums.
Warum Blitze jenseits der Erde studieren?
Die Untersuchung von Stürmen auf anderen Planeten hilft Forschern, das Wetter auf der Erde besser zu verstehen, das immer noch viele Unbekannte birgt. Der Hauptautor Michael Wong, ein Planetenforscher am Space Sciences Laboratory der UC Berkeley, hob diesen Punkt hervor. Seine Studie wurde in der Zeitschrift veröffentlichtAGU-Fortschritte.
„Es gibt so viel, was wir über Blitze auf der Erde nicht wissen“, sagte er und wies darauf hin, dass Wissenschaftler im letzten Jahrzehnt mehrere neue Arten von „vorübergehenden Lichtereignissen“ im Zusammenhang mit Gewittern identifiziert haben. Zu diesen TLEs – elektrische Phänomene im Millisekundenbereich in der Troposphäre über großen Stürmen – gehören Sprites, Jets, Halos und ein Phänomen namens ELVEs.
Auf Jupiter liefern Blitze Hinweise auf Konvektion, den Prozess, der Wärme durch die Atmosphäre transportiert. „Konvektion funktioniert auf der Erde und auf Jupiter etwas anders, da Jupiter eine von Wasserstoff dominierte Atmosphäre hat, sodass feuchte Luft schwerer und schwieriger nach oben zu befördern ist“, sagte Wong.
Auf der Erde besteht Luft hauptsächlich aus Stickstoff, der schwerer als Wasser ist. Dadurch erhält feuchte Luft mehr Auftrieb und lässt sich leichter anheben. Auf Jupiter ist feuchte Luft schwerer als die umgebende Atmosphäre, daher benötigen Stürme weit mehr Energie, um aufzusteigen. Wenn sie größere Höhen erreichen, geben sie diese Energie heftiger ab und erzeugen starke Winde und intensive Blitze von Wolke zu Wolke.
Fast jedes Raumschiff, das an Jupiter vorbeigeflogen ist, hat Blitze beobachtet, vor allem weil Blitze auf der dunklen Seite des Planeten deutlich hervorstechen. Frühere Missionen entdeckten nur die hellsten Blitze, was zu der Annahme führte, dass Jupiters Blitze weitaus stärker waren als die der Erde.
Diese Ansicht änderte sich, als Junos hochempfindliche Sternenverfolgungskamera viele schwächere Blitze identifizierte, die denen auf der Erde ähnelten. Beobachtungen auf der Nachtseite können jedoch irreführend sein, da dicke Wolken einen Teil des Lichts verdecken und Blitze schwächer erscheinen lassen können, als sie tatsächlich sind, erklärte Wong.
Das Mikrowellenradiometer von Juno bietet eine zuverlässigere Messung, da seine Signale Wolken durchdringen können. Obwohl das Instrument nicht speziell für Blitzstudien entwickelt wurde, kann es Mikrowellenemissionen von Stürmen in der Nähe erkennen.
Eine große Herausforderung besteht darin, dass in den breiten atmosphärischen Bändern des Jupiter häufig mehrere Stürme gleichzeitig auftreten. Dies macht es schwierig, ein Blitzsignal einem bestimmten Sturm zuzuordnen. Ohne die genaue Quelle zu kennen, können Wissenschaftler die Stärke jedes einzelnen Blitzes nicht genau berechnen. Wong verglich dies damit, bei einer Parade zum chinesischen Neujahr Knallgeräusche zu hören, ohne zu wissen, ob sie von Popcorn in der Nähe oder von Feuerwerkskörpern in der Ferne kamen.
Stealth-Superstürme
Glücklicherweise nahm die Sturmaktivität im nördlichen Äquatorialgürtel des Jupiter in den Jahren 2021 und 2022 vorübergehend ab. Dies ermöglichte es Wong und seinem Team, einzelne Stürme zu isolieren und sie mithilfe von Daten aus dem Sturm genauer zu verfolgenHubble-Weltraumteleskop, Junos Kamera und Amateurastronomen. Er nannte diese Ereignisse „heimliche“ Superstürme.
Diese Stürme dauerten Monate und veränderten die umgebenden Wolkenmuster, ähnlich wie größere Superstürme. Allerdings stiegen ihre Wolkenobergrenzen nicht so hoch.
„Da wir einen genauen Standort hatten, konnten wir einfach sagen: ‚Okay, wir wissen, wo es ist. Wir messen die Leistung direkt‘“, sagte er.
Während dieser Zeit überflog Juno zwölf einzelne Stürme und kam in vier Fällen nahe genug heran, um Mikrowellensignale von Blitzen zu erkennen. Die Raumsonde zeichnete durchschnittlich drei Blitze pro Sekunde auf. In einem Durchgang wurden 206 separate Impulse erkannt. Von insgesamt 613 Blitzen schätzte Wong, dass die Blitzstärke von ähnlich der der Erde bis zu mehr als 100-mal stärker reichte.
Er stellte bei diesen Vergleichen eine gewisse Unsicherheit fest, da die Messungen bei unterschiedlichen Radiowellenlängen durchgeführt wurden. Einer Studie zufolge könnten Jupiters Blitze bis zu eine Million Mal stärker sein als Blitze auf der Erde.
Blitzenergie verstehen
Die Umwandlung von Mikrowellensignalen in gesamte Blitzenergie sei komplex, sagte Co-Autorin Ivana Kolmašová, Weltraumphysikerin an der Karls-Universität in Prag, Tschechien, und Mitglied der Tschechischen Akademie der Wissenschaften. Blitze erzeugen Energie in vielen Formen, einschließlich Radio, Licht, Wärme, Schall und chemischen Reaktionen.
Auf der Erde setzt ein einzelner Blitz etwa 1 GigaJoule (1 Milliarde Joule) frei, genug, um 200 durchschnittliche Haushalte eine Stunde lang mit Strom zu versorgen. Wong schätzt, dass ein Blitz auf Jupiter 500- bis 10.000-mal mehr Energie freisetzen könnte.
Der Prozess hinter Jupiters Blitzen ähnelt wahrscheinlich dem auf der Erde. Aufsteigender Wasserdampf kondensiert zu Tröpfchen und Eiskristallen, die sich elektrisch aufladen, wodurch große Spannungsunterschiede entstehen. Auf der Erde führt dies häufig zu Hagel. Auf Jupiter umfassen die Eispartikel sowohl Wasser als auch Ammoniak. Eine Idee ist, dass sie sich zu einer Form verbinden„Mushballs“das fällt wie matschiger Hagel.
Laufende Geheimnisse
Trotz dieser Erkenntnisse bleiben viele Fragen offen. Stärkere Blitze deuten auf höhere Spannungen hin, die genauen Vorgänge auf Jupiter sind jedoch noch unklar.
„Hier beginnen die Details spannend zu werden, und man kann sich fragen: ‚Könnte der entscheidende Unterschied in der Wasserstoff- gegenüber der Stickstoffatmosphäre liegen, oder könnte es sein, dass die Stürme auf Jupiter höher sind und daher größere Entfernungen erforderlich sind?‘“, sagte er. Jupiters Stürme sind mehr als 100 Kilometer hoch, verglichen mit 10 Kilometern auf der Erde.
„Oder könnte es sein, dass mehr Energie verfügbar ist, weil bei der feuchten Konvektion auf Jupiter eine größere Wärmeansammlung erforderlich ist, bevor Sie den Sturm erzeugen können, der Blitze erzeugt?“ fügte er hinzu. „Es ist ein aktives Forschungsgebiet.“
Referenz: „Radio Pulse Power Distribution of Lightning in Jupiter’s 2021–2022 Stealth Superstorms“ von Michael H. Wong, Ivana Kolmašová, Fabiano A. Oyafuso, Masafumi Imai, Shinji Mizumoto, Steven M. Levin, Ramanakumar G. Sankar, Amy A. Simon, Shawn Brueshaber, Glenn S. Orton, Sushil K. Atreya, Cheng Li und Scott J. Bolton, 20. März 2026,AGU-Fortschritte.
DOI: 10.1029/2025AV002083
Die Forschung wurde von der NASA unterstützt (80NSSC19K1265, 80NSSC25K0362).
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Neue Beobachtungen vonJupiterDie Blitze offenbaren unerwartet komplexe und mächtige Stürme.
Jupiter, der größte Planet unseres Sonnensystems, ist die Heimat massiver, langlebiger Stürme, von denen einige Jahrhunderte andauern. Eine neue Studie von Wissenschaftlern desberichtet, dass diese Stürme extrem starke Blitze erzeugen können. Einige Blitze können bis zu 100-mal stärker sein als Blitze auf der Erde – und möglicherweise sogar noch intensiver.
Die Ergebnisse basieren auf Daten vonNASAist die Raumsonde Juno, die seit 2016 den Jupiter umkreist. Juno untersucht die Atmosphäre des Planeten mithilfe eines Mikrowellenradiometers, das von Blitzen erzeugte Funksignale erkennt, ähnlich den Interferenzen, die Blitze auf der Erde erzeugen. Mikrowellen befinden sich am Hochfrequenzende des Funkspektrums.
Warum Blitze jenseits der Erde studieren?
Die Untersuchung von Stürmen auf anderen Planeten hilft Forschern, das Wetter auf der Erde besser zu verstehen, das immer noch viele Unbekannte birgt. Der Hauptautor Michael Wong, ein Planetenforscher am Space Sciences Laboratory der UC Berkeley, hob diesen Punkt hervor. Seine Studie wurde in der Zeitschrift veröffentlichtAGU-Fortschritte.
„Es gibt so viel, was wir über Blitze auf der Erde nicht wissen“, sagte er und wies darauf hin, dass Wissenschaftler im letzten Jahrzehnt mehrere neue Arten von „vorübergehenden Lichtereignissen“ im Zusammenhang mit Gewittern identifiziert haben. Zu diesen TLEs – elektrische Phänomene im Millisekundenbereich in der Troposphäre über großen Stürmen – gehören Sprites, Jets, Halos und ein Phänomen namens ELVEs.
Auf Jupiter liefern Blitze Hinweise auf Konvektion, den Prozess, der Wärme durch die Atmosphäre transportiert. „Konvektion funktioniert auf der Erde und auf Jupiter etwas anders, da Jupiter eine von Wasserstoff dominierte Atmosphäre hat, sodass feuchte Luft schwerer und schwieriger nach oben zu befördern ist“, sagte Wong.
Auf der Erde besteht Luft hauptsächlich aus Stickstoff, der schwerer als Wasser ist. Dadurch erhält feuchte Luft mehr Auftrieb und lässt sich leichter anheben. Auf Jupiter ist feuchte Luft schwerer als die umgebende Atmosphäre, daher benötigen Stürme weit mehr Energie, um aufzusteigen. Wenn sie größere Höhen erreichen, geben sie diese Energie heftiger ab und erzeugen starke Winde und intensive Blitze von Wolke zu Wolke.
Fast jedes Raumschiff, das an Jupiter vorbeigeflogen ist, hat Blitze beobachtet, vor allem weil Blitze auf der dunklen Seite des Planeten deutlich hervorstechen. Frühere Missionen entdeckten nur die hellsten Blitze, was zu der Annahme führte, dass Jupiters Blitze weitaus stärker waren als die der Erde.
Diese Ansicht änderte sich, als Junos hochempfindliche Sternenverfolgungskamera viele schwächere Blitze identifizierte, die denen auf der Erde ähnelten. Beobachtungen auf der Nachtseite können jedoch irreführend sein, da dicke Wolken einen Teil des Lichts verdecken und Blitze schwächer erscheinen lassen können, als sie tatsächlich sind, erklärte Wong.
Das Mikrowellenradiometer von Juno bietet eine zuverlässigere Messung, da seine Signale Wolken durchdringen können. Obwohl das Instrument nicht speziell für Blitzstudien entwickelt wurde, kann es Mikrowellenemissionen von Stürmen in der Nähe erkennen.
Eine große Herausforderung besteht darin, dass in den breiten atmosphärischen Bändern des Jupiter häufig mehrere Stürme gleichzeitig auftreten. Dies macht es schwierig, ein Blitzsignal einem bestimmten Sturm zuzuordnen. Ohne die genaue Quelle zu kennen, können Wissenschaftler die Stärke jedes einzelnen Blitzes nicht genau berechnen. Wong verglich dies damit, bei einer Parade zum chinesischen Neujahr Knallgeräusche zu hören, ohne zu wissen, ob sie von Popcorn in der Nähe oder von Feuerwerkskörpern in der Ferne kamen.
Stealth-Superstürme
Glücklicherweise nahm die Sturmaktivität im nördlichen Äquatorialgürtel des Jupiter in den Jahren 2021 und 2022 vorübergehend ab. Dies ermöglichte es Wong und seinem Team, einzelne Stürme zu isolieren und sie mithilfe von Daten aus dem Sturm genauer zu verfolgenHubble-Weltraumteleskop, Junos Kamera und Amateurastronomen. Er nannte diese Ereignisse „heimliche“ Superstürme.
Diese Stürme dauerten Monate und veränderten die umgebenden Wolkenmuster, ähnlich wie größere Superstürme. Allerdings stiegen ihre Wolkenobergrenzen nicht so hoch.
„Da wir einen genauen Standort hatten, konnten wir einfach sagen: ‚Okay, wir wissen, wo es ist. Wir messen die Leistung direkt‘“, sagte er.
Während dieser Zeit überflog Juno zwölf einzelne Stürme und kam in vier Fällen nahe genug heran, um Mikrowellensignale von Blitzen zu erkennen. Die Raumsonde zeichnete durchschnittlich drei Blitze pro Sekunde auf. In einem Durchgang wurden 206 separate Impulse erkannt. Von insgesamt 613 Blitzen schätzte Wong, dass die Blitzstärke von ähnlich der der Erde bis zu mehr als 100-mal stärker reichte.
Er stellte bei diesen Vergleichen eine gewisse Unsicherheit fest, da die Messungen bei unterschiedlichen Radiowellenlängen durchgeführt wurden. Einer Studie zufolge könnten Jupiters Blitze bis zu eine Million Mal stärker sein als Blitze auf der Erde.
Blitzenergie verstehen
Die Umwandlung von Mikrowellensignalen in gesamte Blitzenergie sei komplex, sagte Co-Autorin Ivana Kolmašová, Weltraumphysikerin an der Karls-Universität in Prag, Tschechien, und Mitglied der Tschechischen Akademie der Wissenschaften. Blitze erzeugen Energie in vielen Formen, einschließlich Radio, Licht, Wärme, Schall und chemischen Reaktionen.
Auf der Erde setzt ein einzelner Blitz etwa 1 GigaJoule (1 Milliarde Joule) frei, genug, um 200 durchschnittliche Haushalte eine Stunde lang mit Strom zu versorgen. Wong schätzt, dass ein Blitz auf Jupiter 500- bis 10.000-mal mehr Energie freisetzen könnte.
Der Prozess hinter Jupiters Blitzen ähnelt wahrscheinlich dem auf der Erde. Aufsteigender Wasserdampf kondensiert zu Tröpfchen und Eiskristallen, die sich elektrisch aufladen, wodurch große Spannungsunterschiede entstehen. Auf der Erde führt dies häufig zu Hagel. Auf Jupiter umfassen die Eispartikel sowohl Wasser als auch Ammoniak. Eine Idee ist, dass sie sich zu einer Form verbinden„Mushballs“das fällt wie matschiger Hagel.
Laufende Geheimnisse
Trotz dieser Erkenntnisse bleiben viele Fragen offen. Stärkere Blitze deuten auf höhere Spannungen hin, die genauen Vorgänge auf Jupiter sind jedoch noch unklar.
„Hier beginnen die Details spannend zu werden, und man kann sich fragen: ‚Könnte der entscheidende Unterschied in der Wasserstoff- gegenüber der Stickstoffatmosphäre liegen, oder könnte es sein, dass die Stürme auf Jupiter höher sind und daher größere Entfernungen erforderlich sind?‘“, sagte er. Jupiters Stürme sind mehr als 100 Kilometer hoch, verglichen mit 10 Kilometern auf der Erde.
„Oder könnte es sein, dass mehr Energie verfügbar ist, weil bei der feuchten Konvektion auf Jupiter eine größere Wärmeansammlung erforderlich ist, bevor Sie den Sturm erzeugen können, der Blitze erzeugt?“ fügte er hinzu. „Es ist ein aktives Forschungsgebiet.“
Referenz: „Radio Pulse Power Distribution of Lightning in Jupiter’s 2021–2022 Stealth Superstorms“ von Michael H. Wong, Ivana Kolmašová, Fabiano A. Oyafuso, Masafumi Imai, Shinji Mizumoto, Steven M. Levin, Ramanakumar G. Sankar, Amy A. Simon, Shawn Brueshaber, Glenn S. Orton, Sushil K. Atreya, Cheng Li und Scott J. Bolton, 20. März 2026,AGU-Fortschritte.
DOI: 10.1029/2025AV002083
Die Forschung wurde von der NASA unterstützt (80NSSC19K1265, 80NSSC25K0362).
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