Wichtige Daten
- Bei 1 bar beträgt Jupiters Polarradius 66.842 ± 0,4 km, der Äquatorradius 71.488 ± 0,4 km und der mittlere Radius 69.886 ± 0,4 km.
- Die neuen Radien sind jeweils 12 km, 4 km und 8 km kleiner als die früheren Schätzungen.
- Die Radiookkultationsanalyse von Juno berücksichtigt die Effekte der Zonalwinde und reduziert die Unsicherheit um eine Größenordnung.
- Die Autoren geben an, dass die Winde über den sichtbaren Wolkenoberflächen weitgehend barotrop sind und eine minimale vertikale Variation aufweisen.
Verknüpfte Einträge
Die Sonde Juno ermöglichte die Neuberechnung von Jupiters Form mit beispielloser Präzision, indem sie den Einfluss seiner Zonalwinde einbezieht. Durch die Analyse zahlreicher Radiookkultationen bestimmt die Studie die Planetenradien auf dem Druckniveau von 1 bar. Die erzielten Werte sind kleiner als frühere Schätzungen, und die Unsicherheit wird um eine Größenordnung reduziert. Dieses verfeinerte Profil verbessert den räumlichen Referenzrahmen für druckabhängige Atmosphärenmessungen und hat direkte Auswirkungen auf Modelle der inneren Struktur Jupiters.
Die Form eines schnell rotierenden Planeten
Jupiter ist der am schnellsten rotierende Planet des Sonnensystems und zeigt eine ausgeprägte Äquatorwölbung. Laut der Studie spiegelt diese abgeflachte Form die Kombination aus schneller Rotation, komplexer innerer Struktur und atmosphärischen Winden wider. Frühere Formschätzungen mit Unsicherheiten von etwa 4 km basierten auf einer einzigen Analyse von Radiookkultationen der Missionen Voyager und Pioneer, die fast fünf Jahrzehnte zurückliegt, und berücksichtigten nicht den Einfluss der starken Winde Jupiters.
Radiookkultationsmessungen
Juno ist eine NASA-Raumsonde, die Jupiter untersucht. Die Sonde hat kürzlich zahlreiche hochpräzise Messungen der Radiookkultation geliefert, die die Studie zur Bestimmung der Planetenform verwendet. Bei dieser Art von Beobachtung durchdringt das Funksignal der Sonde Jupiters Atmosphäre, bevor es die Erde erreicht. Die Veränderungen des Signals ermöglichen es, die Atmosphäre zu sondieren und Größe und Form des Planeten mit hoher Präzision zu bestimmen.
Die Analyse berücksichtigt die Effekte der Zonalwinde bei der Formberechnung. Durch diese Einbeziehung berichten die Autoren von einer Reduktion der Unsicherheit um eine Größenordnung im Vergleich zu früheren Schätzungen. Der Artikel kommuniziert die aus den Juno-Messungen und der Einbeziehung dieser atmosphärischen Effekte abgeleiteten Ergebnisse.
Die drei Radien bei 1 bar
Die Werte beziehen sich auf das Druckniveau von 1 bar. Unter dieser Bedingung erhält die Studie:
- Polarradius: 66.842 ± 0,4 km.
- Äquatorradius: 71.488 ± 0,4 km.
- Mittlerer Radius: 69.886 ± 0,4 km.
Das ±-Zeichen drückt die für jeden Radius angegebene Unsicherheit aus. Im Vergleich zu früheren Schätzungen sind die neuen Werte jeweils 12 km, 4 km und 8 km kleiner. Es handelt sich um unterschiedliche Dimensionen eines abgeflachten Planeten, nicht um austauschbare Werte; ihr Vergleich beschreibt sowohl die Äquatorwölbung als auch eine mittlere Skala, stets auf dem angegebenen Druckniveau.
Was die Ergebnisse über die Winde aussagen
Die Analyse zeigt, dass die Winde über den sichtbaren Wolkenoberflächen weitgehend barotrop sind, d. h. sie weisen in der betrachteten Region eine minimale vertikale Variation auf. Dieses Ergebnis bezieht sich auf die im Rahmen der Studie zusammen mit der neuen Formbestimmung gewonnene Interpretation der Winde.
Das verfeinerte Radienprofil verbessert auch den räumlichen Referenzrahmen für druckabhängige Messungen. Laut den Autoren bietet dieser Referenzrahmen einen präziseren Kontext zur Interpretation der Atmosphärendynamik Jupiters.
Auswirkungen auf Modelle des Planeteninneren
Die Autoren weisen darauf hin, dass die aktualisierte Form wichtige Auswirkungen auf Modelle der inneren Struktur hat. Insbesondere stützen die Ergebnisse eine kühlere und metallreichere Atmosphäre und helfen, Diskrepanzen zwischen Modellen, Messungen der Sonde Galileo und aus Voyager abgeleiteten Temperaturen auszugleichen. Es handelt sich um Auswirkungen auf den Vergleich und die Bewertung von Modellen, während die drei Radien bei 1 bar die direkt kommunizierten geometrischen Werte sind.
Zusammenfassend liefert Juno eine präzisere Bestimmung der Form Jupiters, indem es die Effekte der Zonalwinde einbezieht. Die Radien sind unter der expliziten Bedingung von 1 bar und ihren Unsicherheiten zu verstehen; das überarbeitete Profil dient seinerseits dazu, den Referenzrahmen für Atmosphärenmessungen zu verbessern und Modelle des Planeteninneren zu untersuchen.