Originalveröffentlichung am 19.10.2023 zu finden unter: https://webbtelescope.org/news/news-releases
Zusammenfassung: Enger Jetstream in Äquatornähe mit Windgeschwindigkeiten von 515 Kilometer pro Stunde
Jupiter hat einige der auffälligsten atmosphärischen Merkmale in unserem Sonnensystem. Der Große Rote Fleck des Planeten, der groß genug ist, um die Erde zu umhüllen, ist fast so bekannt wie einige Flüsse und Berge auf dem Planeten, den wir unser Zuhause nennen.
Doch ähnlich wie die Erde ist auch der Jupiter in ständiger Veränderung begriffen, und es gibt vieles, was wir über den Planeten noch lernen müssen. Das James-Webb-Weltraumteleskop der NASA lüftet einige dieser Geheimnisse und enthüllt neue Merkmale des Jupiter, die wir noch nie zuvor gesehen haben, darunter einen Hochgeschwindigkeitsjet, der über den Äquator des Planeten rast. Der Jetstream ist zwar visuell nicht so auffällig oder atemberaubend wie einige andere Merkmale des Jupiters, aber er verschafft den Forschern unglaubliche Einblicke in die Wechselwirkung zwischen den Schichten der Planetenatmosphäre und in die Art und Weise, wie Webb in Zukunft bei diesen Untersuchungen helfen wird.
Das James-Webb-Weltraumteleskop der NASA hat eine neue, noch nie zuvor gesehene Struktur in der Jupiteratmosphäre entdeckt. Der Hochgeschwindigkeits-Jetstream, der sich über eine Breite von mehr als 4.800 Kilometern erstreckt, befindet sich über dem Äquator des Jupiter oberhalb der Hauptwolkendecke. Die Entdeckung dieses Jets gibt Aufschluß darüber, wie die Schichten der bekanntermaßen turbulenten Jupiteratmosphäre miteinander interagieren und wie Webb in einzig-artiger Weise in der Lage ist, diese Merkmale zu verfolgen.
“Dies ist etwas, das uns völlig überrascht hat”, sagte Ricardo Hueso von der Universität des Baskenlandes in Bilbao, Spanien, Hauptautor der Studie, in der die Ergebnisse beschrieben werden. “Was wir immer als verschwommene Dunst-schleier in der Jupiteratmosphäre gesehen haben, erscheint jetzt als klare Struktur, die wir zusammen mit der schnellen Rotation des Planeten verfolgen können.”
Das Forschungsteam analysierte Daten von Webb’s NIRCam (Nahinfrarotkamera), die im Juli 2022 aufgenommen wurden. Das “Early Release Science”-Program, das gemeinsam von Imke de Pater von der University of California, Berkeley, und Thierry Fouchet vom Observatorium in Paris geleitet wird, wurde entwickelt, um Bilder von Jupiter im Abstand von zehn Stunden bzw. einem Jupitertag mit vier verschiedenen Filtern aufzunehmen, von denen jeder einzigartig in der Lage ist, Veränderungen kleiner Merkmale in verschiedenen Höhen der Jupiteratmosphäre zu erkennen.
“Auch wenn verschiedene bodengestützte Teleskope, Raumsonden wie Juno und Cassini und NASA’s Hubble-Weltraum-teleskop die sich verändernden Wettermuster des Jupitersystems beobachtet haben, hat Webb bereits neue Erkenntnisse über die Ringe, Satelliten und die Atmosphäre des Jupiter geliefert”, so de Pater.
Obwohl sich Jupiter in vielerlei Hinsicht von der Erde unterscheidet – Jupiter ist ein Gasriese, die Erde eine felsige, gemäßigte Welt – haben beide Planeten eine mehrschichtige Atmosphäre. Die Wellenlängen des infraroten, sichtbaren, Radio- und ultravioletten Lichts, die von diesen anderen Missionen beobachtet werden, erfassen die unteren, tieferen Schichten der Planetenatmosphäre, wo sich gigantische Stürme und Ammoniak-Eiswolken befinden.
Andererseits ist Webb’s Blick weiter als zuvor ins nahe Infrarot verschoben und damit empfindlich für die höher gelegenen Schichten der Atmosphäre, etwa 25-50 Kilometer über den Wolkengipfeln des Jupiter. Bei Aufnahmen im nahen Infrarot erscheinen die hoch gelegenen Dunstschichten in der Regel unscharf, jedoch ist die Helligkeit in der Äquatorregion erhöht. Mit Webb werden feinere Details innerhalb des hellen, dunstigen Bandes aufgelöst.
Der neu entdeckte Jetstream bewegt sich mit einer Geschwindigkeit von ungefähr 515 Kilometern pro Stunde, was der doppelten Windstärke eines Hurrikans der Kategorie 5 hier auf der Erde entspricht. Er befindet sich etwa 40 Kilometer über den Wolken, in der unteren Stratosphäre des Jupiter.
Durch den Vergleich der von Webb in großen Höhen beobachteten Winde mit den von Hubble in tieferen Schichten beobachteten Winden konnte das Team messen, wie schnell sich die Winde mit der Höhe ändern und Windscherungen erzeugen.
Während die exquisite Auflösung und Wellenlängenabdeckung von Webb die Entdeckung kleiner Wolkenmerkmale ermöglichte, die zur Verfolgung des Jets verwendet wurden, waren die ergänzenden Beobachtungen von Hubble, die einen Tag nach den Webb-Beobachtungen durchgeführt wurden, ebenfalls entscheidend, um den Grundzustand der äquatorialen Atmosphäre des Jupiters zu bestimmen und die Entwicklung konvektiver Stürme im Äquator des Jupiters zu beobachten, die nicht mit dem Jet in Verbindung stehen.
“Wir wußten, daß die unterschiedlichen Wellenlängen von Webb und Hubble die dreidimensionale Struktur von Sturm-wolken aufzeigen würden, aber wir konnten auch das Timing der Daten nutzen, um zu sehen, wie schnell sich Stürme entwickeln”, fügte Teammitglied Michael Wong von der University of California, Berkeley, hinzu, der die zugehörigen Hubble-Beobachtungen leitete.
Die Forscher freuen sich auf weitere Beobachtungen von Jupiter mit Webb, um festzustellen, ob sich die Geschwindigkeit und die Höhe des Jupiterjets mit der Zeit ändern.
“Jupiter hat ein kompliziertes, aber wiederholbares Muster von Winden und Temperaturen in seiner äquatorialen Strato-sphäre, hoch über den Winden in den Wolken und dem Dunst, die bei diesen Wellenlängen gemessen werden”, erklärt Teammitglied Leigh Fletcher von der University of Leicester im Vereinigten Königreich. “Wenn die Stärke dieses neuen Jets mit diesem oszillierenden Stratosphärenmuster zusammenhängt, könnten wir erwarten, daß der Jet in den nächsten 2 bis 4 Jahren erheblich schwankt – es wird sehr spannend sein, diese Theorie in den kommenden Jahren zu testen.”
“Es ist für mich erstaunlich, daß, nach jahrelanger Beobachtung von Jupiters Wolken und Winden von zahlreichen Observatorien aus, wir immer noch mehr über Jupiter lernen können, und daß Merkmale wie dieser Jet bis zu diesen neuen NIRCam-Bildern im Jahr 2022 verborgen bleiben können”, so Fletcher weiter.
Die Ergebnisse der Forscher wurden kürzlich in Nature Astronomy veröffentlicht.
Das James-Webb-Weltraumteleskop ist das weltweit führende Observatorium für Weltraumforschung. Webb wird Rätsel in unserem Sonnensystem lösen, einen Blick auf ferne Welten um andere Sterne werfen und die geheimnisvollen Strukturen und Ursprünge unseres Universums und unseren Platz darin erforschen. Webb ist ein internationales Programm unter der Leitung der NASA und ihrer Partner ESA (Europäische Weltraumorganisation) und CSA (Kanadische Weltraumorganisa-tion).
Jupiter (NIRCam Ansicht)

Thierry Fouchet (Observatory of Paris), Leigh Fletcher (University of Leicester),
Michael H. Wong (UC Berkeley), Joseph DePasquale (STScI)
- Fast Facts
- Objekt
- Objektname(n): Jupiter
- Objektbeschreibung: Planet
- Entfernung: Am 27. Juli 2022 war Jupiter 4,44 AE von der Erde entfernt (ungefähr 665 Millionen Kilometer)
- Daten
- Instrument: NIRCam
- Filter: F164N, F212N, F360M
- Bild
- Farbinformation: Diese Bilder sind ein Komposit aus Einzelbelichtungen, die vom James-Webb-Weltraumteleskop mit dem NIRCam-Instrument aufgenommen wurden. Drei Filter wurden verwendet, um schmale Wellenlängenbereiche zu erfassen. Die Farbe ergibt sich aus der Zuordnung verschiedener Farbtöne (Farben) zu jedem monochromatischen (Graustufen-)Bild, das einem einzelnen Filter zugeordnet ist. In diesem Fall sind die zugewiesenen Farben:
- Rot: F360M Grün: F212N Blau: F164N
Über das Bild: Dieses Bild des Jupiters von der NIRCam (Nahinfrarotkamera) des James-Webb-Weltraumteleskops der NASA zeigt erstaunliche Details des majestätischen Planeten im Infrarotlicht. In diesem Bild zeigt die Helligkeit eine große Höhe an. Bei den zahlreichen hellen weißen “Flecken” und “Streifen” handelt es sich wahrscheinlich um sehr hoch gelege-ne Wolkenspitzen von kondensierten konvektiven Stürmen. Polarlichter, die in diesem Bild rot erscheinen, erstrecken sich in größeren Höhen sowohl über dem Nord- als auch über dem Südpol des Planeten. Im Gegensatz dazu sind die dunklen Bänder nördlich der Äquatorialregion kaum bewölkt.
Auf den Webb-Bildern von Jupiter aus dem Juli 2022 entdeckten die Forscher kürzlich einen schmalen Jetstream mit einer Geschwindigkeit von 515 Kilometern pro Stunde, der sich über dem Äquator des Jupiters oberhalb der Hauptwolkendecke befindet.
Jupiter Jetauszüge (NIRCam Ansicht)

Thierry Fouchet (Observatory of Paris), Leigh Fletcher (University of Leicester),
Michael H. Wong (UC Berkeley), Joseph DePasquale (STScI)
- Fast Facts
- Objekt
- Objektname(n): Jupiter
- Objektbeschreibung: Planet
- Entfernung: Am 27. Juli 2022 war Jupiter 4,44 AE von der Erde entfernt (ungefähr 665 Millionen Kilometer)
- Daten
- Instrument: NIRCam
- Filter: F164N, F212N, F360M
- Bild
- Farbinformation: Diese Bilder sind ein Komposit aus Einzelbelichtungen, die vom James-Webb-Weltraumteleskop mit dem NIRCam-Instrument aufgenommen wurden. Drei Filter wurden verwendet, um schmale Wellenlängenbereiche zu erfassen. Die Farbe ergibt sich aus der Zuordnung verschiedener Farbtöne (Farben) zu jedem monochromatischen (Graustufen-)Bild, das einem einzelnen Filter zugeordnet ist. In diesem Fall sind die zugewiesenen Farben:
- Rot: F360M Grün: F212N Blau: F164N
Über das Bild: Forscher, welche die NIRCam (Nahinfrarotkamera) von NASA’s James-Webb-Weltraumteleskops nutzen, haben einen Hochgeschwindigkeits-Jetstream entdeckt, der sich über dem Äquator des Jupiters, oberhalb der Haupt-wolkendecken befindet. Bei einer Wellenlänge von 2,12 Mikrometern, die in einer Höhe von etwa 20 bis 35 Kilometern über Jupiters Wolkendecken beobachtet wird, entdeckten die Forscher mehrere Windscherungen oder Bereiche, in denen sich die Windgeschwindigkeit mit der Höhe oder der Entfernung ändert, was es ihnen ermöglichte, den Jet zu verfolgen. Dieses Bild hebt mehrere Merkmale in der Äquatorialzone des Jupiters hervor, die zwischen einer Umdrehung des Planeten (10 Stunden) sehr deutlich durch die Bewegung des Jetstreams gestört werden.
Jupiter’s Atmosphäre (Abbildung)

Thierry Fouchet (Observatory of Paris), Leigh Fletcher (University of Leicester),
Michael H. Wong (UC Berkeley), Joseph DePasquale (STScI)
Abbildung: Andi James (STScI)
Über das Bild: Astronomen haben mit dem James-Webb-Weltraumteleskop der NASA einen Hochgeschwindigkeits-Jetstream entdeckt, der sich über dem Äquator des Jupiters oberhalb der Hauptwolkendecke bewegt. Der Jet bewegt sich mit einer Geschwindigkeit von 515 Kilometer pro Stunde. Er befindet sich in einer Höhe von etwa 40 Kilometern in der unteren Stratosphäre des Jupiter, direkt über den Dunstglocken der Troposphäre, an der Grenze zwischen den Schichten.
Jupiter hat eine mehrschichtige Atmosphäre, und diese Abbildung zeigt, wie Webb in einzigartiger Weise in der Lage ist, Informationen aus höheren Schichten als bisher zu sammeln. Die Wissenschaftler konnten mit Webb die Wind-geschwindigkeiten in verschiedenen Schichten der Jupiteratmosphäre ermitteln, um den Hochgeschwindigkeitsjet zu isolieren. Die Beobachtungen des Jupiter wurden im Abstand von 10 Stunden bzw. einem Jupitertag mit drei verschiedenen Filtern aufgenommen, die jeweils in der Lage sind, Veränderungen kleiner Merkmale in verschiedenen Höhenschichten der Jupiteratmosphäre zu erkennen.