Die Juno-Mission der NASA präsentierte ihre ersten wissenschaftlichen Ergebnisse zur Wassermenge in Jupiters Atmosphäre. Daten, die kürzlich in der Zeitschrift Nature Astronomy veröffentlicht wurden, zeigen, dass Wasser am Äquator etwa 0,25% der Moleküle in der Jupiter-Atmosphäre ausmacht – fast dreimal so viel wie die Sonne.
Eine genaue Schätzung der Gesamtwassermenge in Jupiters Atmosphäre steht seit Jahrzehnten auf den Wunschliste der Planetenwissenschaftler: Die Zahl des Gasriesen ist ein kritisches fehlendes Teil bei der Bildung unseres Sonnensystems. Jupiter war wahrscheinlich der erste Planet, der sich bildete, und er enthält den größten Teil des Gases und Staubes, der nicht in der Sonne enthalten war.
Führende Theorien über seine Entstehung basieren auf der Menge an Wasser, die der Planet aufgenommen hat. Der Wasserreichtum ist auch wichtig für die Meteorologie des Gasriesen (da Windströmungen um den Jupiter fließen) und die innere Struktur. Während Blitze – ein Phänomen, das häufig durch Feuchtigkeit verursacht wird – auf Jupiter von Voyager und anderen Raumfahrzeugen entdeckt wurden, dass Wasser vorhanden war, blieb eine genaue Schätzung der Wassermenge tief in Jupiters Atmosphäre schwer möglich.
Bevor die Galileo-Sonde 1995 die Datenübertragung einstellte, übertrug sie spektrometrische Messungen der Wassermenge in der Atmosphäre des Gasriesen bis zu einer Tiefe von etwa 120 Kilometern, wo der atmosphärische Druck etwa 22 bar erreichte. Wissenschaftler, die an den Daten arbeiteten, stellten alarmiert fest, dass das Wasser zehnmal weniger war als erwartet.
Noch überraschender ist, dass die von der Galileo-Sonde gemessene Wassermenge in ihrer größten gemessenen Tiefe immer noch zuzunehmen scheint, weit unter dem Niveau, auf dem Theorien zufolge die Atmosphäre gut gemischt sein sollte. In einer gut gemischten Atmosphäre ist der Wassergehalt der Region konstant und dürfte den globalen Durchschnitt darstellen. Mit anderen Worten, es wird ein genauerer Indikator für die Verfügbarkeit von Wasser auf dem Planeten sein. In Kombination mit einer Infrarotkarte, die gleichzeitig von einem bodengestützten Teleskop erhalten wurde, zeigten die Ergebnisse, dass die Mission der Sonde einfach erfolglos sein und einen ungewöhnlich trockenen und warmen meteorologischen Punkt auf dem Jupiter treffen könnte.
“Gerade als wir glauben, etwas herausgefunden zu haben, erinnert uns Jupiter daran, wie viel wir noch lernen müssen”, sagte Scott Bolton, Hauptforscher für die Juno-Mission am Southwest Research Institute in San Antonio. “Junos überraschende Entdeckung ist, dass die Atmosphäre selbst unter den Wolken nicht gut gemischt war, was ein Rätsel ist, das wir immer noch zu lösen versuchen. Niemand hätte gedacht, dass Wasser auf diesem Planeten so flüchtig sein könnte. '
Das solarbetriebene Raumschiff Juno wurde 2011 gestartet. Durch die Erfahrung mit der Galileo-Sonde versucht die Mission, Messwerte über die Wasserfülle in weiten Regionen des riesigen Planeten zu erhalten. Das Juno Microwave Radiometer (MWR) ist ein neuartiges Instrument zur Erforschung von Planeten im Weltraum und beobachtet Jupiter von oben mit sechs Antennen, die gleichzeitig die Lufttemperatur in verschiedenen Tiefen messen. Das Mikrowellenradiometer nutzt die Tatsache, dass Wasser bestimmte Wellenlängen der Mikrowellenstrahlung absorbiert. Die gemessenen Temperaturen werden verwendet, um die Menge an Wasser und Ammoniak in der tiefen Atmosphäre zu begrenzen, da beide Moleküle Mikrowellenstrahlung absorbieren.
Das Juno-Wissenschaftsteam verwendete Daten, die während der ersten acht wissenschaftlichen Erkundungen von Jupiter gesammelt wurden, um neue Ergebnisse zu erzielen. Sie konzentrierten sich ursprünglich auf die Äquatorregion, da die Atmosphäre dort im Gegensatz zu anderen Regionen auch in der Tiefe besser gemischt aussieht. Aus seiner Umlaufbahn konnte das Radiometer Daten aus einer viel tieferen Atmosphäre des Jupiters erfassen als die Galileo-Sonde – 150 Kilometer, wo der Druck 33 bar erreicht.
Infolgedessen fanden Wissenschaftler heraus, dass sich am Jupiter-Äquator viel mehr Wasser befindet, als nach den Daten der Galileo-Sonde angenommen wurde. Die Hauptaufgabe besteht nun darin, die erhaltenen Ergebnisse mit der Analyse der Wasserverfügbarkeit in anderen Regionen des Planeten zu vergleichen.
