Die Blitze des Jupiters verzerren sich auf die gleiche Weise wie die der Erde

Blitze tummeln sich in einem Rhythmus durch die Gewitterwolken des Jupiter (im Bild), der den Blitzen am Himmel der Erde ähnelt.

Gerald Eichstädt, MSSS, SwRI, JPL-Caltech/NASA

Von Nikk Ogasa

23. Mai 2023 um 11:00 Uhr

Auf Jupiter zucken und zucken Blitze ähnlich wie auf der Erde.

Jupiterblitze senden Radiowellenimpulse aus, die typischerweise etwa eine Millisekunde voneinander entfernt sind, berichten Forscher vom 23. Mai in Nature Communications. Das energiereiche Prestissimo, sagen die Wissenschaftler, sei ein Zeichen dafür, dass sich die Blitze des Gasriesen in Impulsen ausbreiten, und zwar in einer Geschwindigkeit, die mit der der Blitze vergleichbar sei, die durch die Gewitterwolken unseres eigenen Planeten tummeln. Die Ähnlichkeiten zwischen den elektrischen Phänomenen der beiden Welten könnten Auswirkungen auf die Suche nach außerirdischem Leben haben.

Blitzbögen auf beiden Welten scheinen sich ein wenig wie ein außer Atem geratener Wanderer zu bewegen, der einen Berg hinaufsteigt und nach jedem Schritt innehält, um zu Atem zu kommen, sagt Ivana Kolmašová, Atmosphärenphysikerin an der Tschechischen Akademie der Wissenschaften in Prag. „Ein Schritt, noch ein Schritt, dann noch ein Schritt … und so weiter.“

Hier auf der Erde entstehen Blitze, wenn turbulente Winde in Gewitterwolken dazu führen, dass viele Eiskristalle und Wassertröpfchen aneinander reiben, sich aufladen und sich dann auf die gegenüberliegenden Seiten der Wolken bewegen, wodurch nach und nach statische elektrische Ladungen erzeugt werden. Wenn die Ladungen so groß werden, dass sie die Isolierfähigkeit der Luft überwinden, werden Elektronen freigesetzt – der Blitz macht seinen ersten Schritt. Von dort aus ionisieren die aufsteigenden Elektronen wiederholt die Luft und strömen in sie hinein, wobei sie den Bolzen mit durchschnittlich Zehntausenden Metern pro Sekunde nach vorne schleudern.

Wissenschaftler haben vermutet, dass in Jupiterwolken beobachtete Superblitze auch durch Kollisionen zwischen Eiskristallen und Wassertröpfchen entstehen könnten (SN: 05.08.20). Aber niemand wusste, ob die außerirdischen Blitze sich schrittweise ausdehnten und verzweigten, wie es auf der Erde der Fall ist, oder ob sie eine andere Form annahmen.

Für die neue Studie nutzten Kolmašová und ihre Kollegen fünf Jahre lang Radiowellendaten, die von der NASA-Raumsonde Juno gesammelt wurden (SN: 15.12.22). Bei der Analyse von Hunderttausenden Radiowellen-Schnappschüssen stellte das Team fest, dass die Radiowellenemissionen von Jupiter-Blitzen offenbar mit einer Geschwindigkeit zu pulsieren scheinen, die mit der der Intracloud-Blitze auf der Erde vergleichbar ist – Elektrizitätsbögen, die niemals den Boden treffen.

Wenn sich Blitze mit einer ähnlichen Geschwindigkeit durch die Wasserwolken des Jupiter bewegen wie in den Wolken der Erde, könnten sich Jupiterblitze verzweigen und in Schritten von Hunderten bis Tausenden Metern Länge ausdehnen. Die Länge ist vergleichbar mit den ruckartigen Schritten des Intracloud-Blitzes auf der Erde, sagen die Forscher.

„Das ist eine völlig vernünftige Erklärung“, sagt der Atmosphärenphysiker Richard Sonnenfeld vom New Mexico Institute of Mining and Technology in Socorro, der nicht an der Studie beteiligt war. Alternativ, sagt er, könnten die Signale dadurch erzeugt werden, dass sich elektrische Stromimpulse entlang bereits gebildeter Blitzranken hin und her ausbreiten, und nicht durch die ständige Vorwärtsbewegung eines neuen Blitzes. Auf der Erde führen solche Ströme dazu, dass manche Bolzen zu flackern scheinen.

Aber „Stop and Go“ scheint eine vernünftige Interpretation zu sein, sagt der Atmosphärenphysiker Yoav Yair von der Reichman-Universität in Herzliya, Israel. Kolmašová und ihre Kollegen „zeigen, dass, wenn man eine Wolke entlädt … die Physik im Grunde die gleiche bleibt [auf Jupiter wie auf der Erde] und der Strom sich gleich verhält.“

Wenn diese Universalität real ist, könnte sie Auswirkungen auf die Suche nach Leben anderswo haben. Experimente haben gezeigt, dass Blitzeinschläge auf der Erde einige der chemischen Bestandteile geschmolzen haben könnten, die für die Bildung der Bausteine ​​des Lebens erforderlich sind (SN: 16.03.21). Wenn sich Blitze in ähnlicher Weise auf fremden Welten entladen, sagt Yair, dann könnten sie auch dort ähnliche Zutaten produzieren.

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Diese Geschichte wurde am 7. Juni 2023 aktualisiert, um zu korrigieren, dass ein Blitz mit einer durchschnittlichen Geschwindigkeit von Zehntausenden Metern pro Sekunde (nicht Hunderttausenden Metern pro Sekunde) vorwärts schleudert.

I. Kolmašová et al. Blitze am Jupiter pulsieren mit einem ähnlichen Rhythmus wie Blitze in den Wolken auf der Erde. Naturkommunikation. Bd. 14, 23. Mai 2023. doi: 10.1038/s41467-023-38351-6.

Nikk Ogasa ist ein festangestellter Autor, der sich bei Science News auf die Naturwissenschaften konzentriert. Er hat einen Master-Abschluss in Geologie von der McGill University und einen Master-Abschluss in Wissenschaftskommunikation von der University of California, Santa Cruz.

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