Kartographie eines Gasriesen

Als Vorbereitung für die bevorstehende Ankunft der Raumsonde Juno der NASA haben Astronomen mit dem Very Large Telescope der ESO beeindruckende neue Infrarot­aufnahmen von Jupiter gemacht. Die Bilder sind Teil einer Kampagne, um hoch­auflösende Karten vom Riesen­planeten zu erstellen. Diese Beobachtungen helfen nicht nur den Astronomen, den Gasriesen vor Junos Annäherung besser zu verstehen, sondern sie dienen auch als Grundlage für die Entscheidung, welche Aufgaben Juno in den kommenden Monaten erledigen soll.

Das Team von Leigh Fletcher von der University of Leicester in Groß­britannien stellt beim National Astronomy Meeting der britischen Royal Astronomical Society in Nottingham neue Bilder von Jupiter vor. Aufgenommen wurden sie mit dem VISIR-Instrument am Very Large Telescope der ESO. Für die Kampagne kamen aber auch zahlreiche andere Teleskope in Hawaii und Chile zum Einsatz. Darüber hinaus lieferten auch Amateur-Astronomen aus der ganzen Welt Beiträge. Die Karten geben nicht nur eine Moment­aufnahme wieder, sondern zeigen auch, wie sich Jupiters Atmosphäre in den Monaten vor Junos Ankunft bewegt und verändert.

Die Juno-Raumsonde wurde 2011 gestartet und hat seitdem fast 3000 Millionen Kilo­meter zurückgelegt. Während Beobachtungen von der Erde durch die Erd­atmosphäre schwierig sind, kann die Raumsonde frei von solch störenden Einflüssen Aufnahmen von Jupiter machen und damit wichtige Daten sammeln. Angesichts dessen erscheint es überraschend, dass die erd­gebundene Kampagne als so wichtig erachtet wurde.

Fletcher erklärt, warum diese Forschungs­arbeiten im Vorfeld von Junos Ankunft so wichtig waren: „Diese Karten werden uns bei der Entscheidung helfen, was Juno in den kommenden Monaten beobachten soll. Beobachtungen in verschiedenen Wellenlängen­bereichen quer durch das infra­rote Spektrum ermöglichen es uns, ein drei­dimensionales Bild davon zu bekommen, wie Energie und Materie in der Atmosphäre nach oben transportiert werden.“

Scharfe Bilder durch die sich ständig bewegende Erd­atmosphäre aufzunehmen, stellt eine der größten Heraus­forderungen dar, mit der boden­gebundene Teleskope konfrontiert sind. Der flüchtige Blick auf Jupiters eigene turbulente Atmo­sphäre, in der kühlere Gas­wolken für eine ständige Durch­mischung sorgen, war dank einer Technik möglich, die als Lucky Imaging bezeichnet wird. Dafür wurden mit VISIR viele auf­einander­folgende Aufnahmen mit kurzer Belichtungs­zeit von Jupiter gemacht, so dass am Ende tausende Einzel­aufnahmen entstanden sind. Die besten Bilder, auf denen die Auswirkungen der Atmosphäre am geringsten sind, werden ausgewählt und die restlichen verworfen. Diese ausgewählten Bilder werden abgeglichen und kombiniert, um ein außer­gewöhnliches finales Bild zu bekommen.

Glenn Orton, Leiter der erd­gebundenen Kampagne zur Unter­stützung von Junos Mission, erläutert näher, warum die Vorbereitungs­beobachtungen von der Erde so wertvoll sind: „Durch die gemeinsamen Bestrebungen eines internationalen Teams aus Amateur- und Berufs­astronomen in den letzten acht Monaten haben wir jetzt einen unglaublich umfang­reichen Datensatz zur Verfügung. Zusammen mit den neuen Ergebnissen von Juno wird es insbesondere der VISIR-Datensatz Astronomen ermöglichen, die globalen thermischen Strukturen, die Wolken­decke und die Verteilung gas­förmiger Komponenten auf Jupiter zu charakterisieren.“

ESO / DE