Hubble Spy Erstaunliche wechselnde Jahreszeiten bei Jupiter und Uranus

Vorhersage für böige Winde, Smog

äußeren Planeten dahinter[{“ attribute=““>Mars do not have solid surfaces to affect weather as on Earth. And, sunlight is much less able to drive atmospheric circulation. Nevertheless, these are ever-changing worlds. And Hubble – as interplanetary meteorologist – is keeping track, as it does every year. Jupiter’s weather is driven from inside-out as more heat percolates up from its interior than it receives from the Sun. This heat indirectly drives color change cycles highlighting a system of alternating cyclones and anticyclones. Uranus has seasons that pass by at a snail’s pace because it takes 84 years to complete one orbit about the Sun. The seasons are extreme because Uranus is tipped on its side. As summer approaches in the northern hemisphere, Hubble sees a growing polar cap of high-altitude photochemical haze that looks similar to the smog over cities on Earth.

Hubble Monitors Changing Weather and Seasons at Jupiter and Uranus

Ever since its launch in 1990, NASA’s Hubble Space Telescope has been an interplanetary weather observer, keeping an eye on the largely gaseous outer planets and their ever-changing atmospheres. NASA spacecraft missions to the outer planets have given us a close-up look at these atmospheres, but Hubble’s sharpness and sensitivity keeps an unblinking eye on a kaleidoscope of complex activities over time. In this way Hubble complements observations from other spacecraft such as Juno, currently orbiting Jupiter; the retired Cassini mission to Saturn, and the Voyager 1 and 2 probes, which collectively flew by all four giant planets between 1979 and 1989.

Inaugurated in 2014, the telescope’s Outer Planet Atmospheres Legacy (OPAL) Program has been providing us with yearly views of the giant planets. Here are some recent images:

Hubble Space Telescope images of Jupiter taken on November 12, 2022 (left) and January 6, 2023 (right). Credit: Science: NASA, ESA, STScI, Amy Simon (NASA-GSFC), Michael H. Wong (UC Berkeley), Image Processing: Joseph DePasquale (STScI)

Jupiter

[left]– Die Jupiter-Vorhersage ist stürmisches Wetter in niedrigen nördlichen Breiten. Eine auffällige Reihe abwechselnder Stürme ist zu sehen, die eine „Wirbelstraße“ bilden, wie einige Planetenastronomen sie nennen. Dies ist ein Wellenmuster aus überlappenden Antizyklonen und Zyklonen, die wie in einer Maschine mit abwechselnden Zahnrädern, die sich im Uhrzeigersinn und gegen den Uhrzeigersinn bewegen, miteinander verbunden sind. Wenn sich die Stürme nahe genug kommen, können sie im höchst unwahrscheinlichen Fall einer Verschmelzung einen noch größeren Sturm bilden, der möglicherweise mit der aktuellen Größe des Großen Roten Flecks mithalten kann. Das abgestufte Muster von Antizyklonen und Zyklonen verhindert das Zusammenwachsen einzelner Stürme. Die Aktivität dieser Stürme im Landesinneren ist ebenfalls zu sehen; In den 1990er Jahren sah Hubble keine Zyklone oder Antizyklone mit internen Gewittern, aber diese Stürme sind in den letzten zehn Jahren aufgetreten. Die starken Farbvariationen deuten darauf hin, dass Hubble auch unterschiedliche Wolkenhöhen und -tiefen sieht.

Der orangefarbene Mond Io fotografiert diese Ansicht von Jupiters vielfarbigen Wolkenspitzen und wirft Schatten über den westlichen Rand des Planeten. Die Auflösung des Hubble-Teleskops ist so scharf, dass es Ios orange geflecktes Aussehen sehen kann, das mit vielen aktiven Vulkanen in Verbindung gebracht wird. Diese Vulkane wurden erstmals entdeckt, als die Raumsonde Voyager 1 1979 vorbeiflog. Das geschmolzene Innere des Mondes ist mit einer dünnen Kruste bedeckt, durch die die Vulkane Material spucken. Schwefel nimmt bei unterschiedlichen Temperaturen unterschiedliche Farben an, weshalb die Oberfläche von Io so bunt ist. Dieses Foto wurde am 12. November 2022 aufgenommen.

[right]—Jupiters sagenumwobener Großer Roter Fleck steht im Mittelpunkt dieser Ansicht. Obwohl dieser Wirbel groß genug ist, um die Erde zu verschlingen, ist er tatsächlich auf die kleinste Größe geschrumpft, die er jemals in Beobachtungsaufzeichnungen vor 150 Jahren hatte. Der eisige Jupitermond Ganymed ist rechts unten am Riesenplaneten vorbeizuziehen. Etwas größer als der Planet Merkur ist Ganymed der größte Mond im Sonnensystem. Es ist eine mit Kratern übersäte Welt mit einer hauptsächlich aus Wassereis bestehenden Oberfläche mit sichtbaren eisigen Ausflüssen, die durch innere Hitze angetrieben werden. (Dieses Bild ist kleiner, weil Jupiter 81.000 Meilen von der Erde entfernt war, als das Bild aufgenommen wurde.) Dieses Foto wurde am 6. Januar 2023 aufgenommen.

Bilder des Hubble-Weltraumteleskops von Uranus, aufgenommen am 9. November 2014 (links) und 9. November 2022. Bildnachweis: Wissenschaft: NASA, ESA, STScI, Amy Simon (NASA-GSFC), Michael H. Wong (UC Berkeley), Image Processing : Joseph DiPasquale (STScI)

Uranus

Der exzentrische Uranus rollt auf seiner Seite um die Sonne, während er einer Umlaufbahn von 84 Jahren folgt, anstatt sich in einer vertikaleren Position zu drehen, wie es die Erde tut. Uranus hat eine seltsam „horizontale“ Rotationsachse, die nur acht Grad von der Ebene der Umlaufbahn des Planeten entfernt ist. Eine neuere Theorie besagt, dass Uranus einst einen massiven Mond hatte, der durch die Schwerkraft destabilisiert wurde und dann mit ihm kollidierte. Andere Möglichkeiten umfassen Rieseneffekte während der Planetenbildung oder sogar Riesenplaneten, die im Laufe der Zeit resonante Drehmomente aufeinander ausüben. Die Folgen der Neigung des Planeten sind, dass in Abständen von bis zu 42 Jahren Teile der Erdhalbkugel völlig ohne Sonnenlicht sind. Als die Raumsonde Voyager 2 in den 1980er Jahren einen Besuch abstattete, war der Südpol des Planeten direkt auf die Sonne gerichtet. Die neueste Ansicht von Hubble zeigt, dass sich der Nordpol jetzt zur Sonne neigt.

[left]Dies ist eine Hubble-Ansicht von Uranus, aufgenommen im Jahr 2014, sieben Jahre nach dem nördlichen Frühlingsäquinoktium, als die Sonne direkt über dem Äquator des Planeten schien, und zeigt eines der ersten Bilder aus dem OPAL-Programm. Mehrere Stürme mit Wolken aus Methan-Eiskristallen treten in mittleren nördlichen Breiten über der cyanfarbenen unteren Atmosphäre des Planeten auf. Hubble hat das Ringsystem am Rand abgebildet in 2007, aber die Ringe begannen in dieser Ansicht nach sieben Jahren zu blühen. Zu dieser Zeit hatte der Planet mehrere kleine Stürme und sogar einige schwache Wolkenhaufen.

[right]– Wie im Jahr 2022 zu sehen, zeigt der Nordpol von Uranus einen dicken, smogähnlichen photochemischen Dunst über Städten. Am Rand der polaren Dunstgrenze sind mehrere kleine Stürme zu sehen. Hubble hat die Größe und Helligkeit der nördlichen Polkappe verfolgt und sie wird von Jahr zu Jahr heller. Astronomen entwirren die vielfältigen Einflüsse – von atmosphärischer Zirkulation, Partikeleigenschaften und chemischen Prozessen – die steuern, wie sich die atmosphärische Polkappe mit den Jahreszeiten verändert. Bei der europäischen Tagundnachtgleiche im Jahr 2007 war keiner der Pole besonders hell. Wenn sich die nördliche Sommersonnenwende im Jahr 2028 nähert, wird die Kappe möglicherweise heller und zeigt direkt auf die Erde, was eine gute Sicht auf die Ringe und den Nordpol ermöglicht. Das Ringsystem erscheint dann von Angesicht zu Angesicht. Dieses Foto wurde am 9. November 2022 aufgenommen.

über Hubble

Das Hubble-Weltraumteleskop ist eine erstaunliche Zusammenarbeit zwischen der NASA und der Europäischen Weltraumorganisation, die vom Goddard Space Flight Center der NASA in Greenbelt, Maryland, verwaltet wird. Das Space Telescope Science Institute (STScI) in Baltimore taucht in die Geheimnisse des Universums ein und leitet Hubbles wissenschaftliche Bemühungen. Die Association of Universities for Research in Astronomy mit Sitz in Washington, D.C. betreibt STScI im Auftrag der NASA.