Abenteuer Astronomie

Impakt-Blitze auf dem Jupiter: ein heißes Forschungsfeld, und nur von Amateuren

So passen die fünf von Amateurastronomen gesichteten Einschlags-Blitze auf dem Jupiter ins Gesamtbild: oben die zeitliche Verteilung der Jupiterbeobachtungen insgesamt (aus einer großen weltweiten Datenbank), mit den 5 Blitzen und den Beobachtungsorten markiert, unten der Bezug zur Größe des Planetenscheibchens (orange) und der Helligkeit (blau) und Deklination (grau) des Planeten. [Hueso et al.]

Fünfmal haben seit 2010 Amateurastronomen Blitze auf dem Jupiter aufgezeichnet, als dort mit hoher Geschwindigkeit Kleinkörper eingeschlagen sind – keinerlei entsprechende Daten liegen bislang von professionellen Sternwarten vor, die den Planeten nicht annähernd so intensiv überwachen (können) wie die weltweite Gemeinde der Planetenbeobachter. Wie wichtig diese Beobachtungen – 11 Videos insgesamt – aber für die Wissenschaft sind, zeigt nun eine große Auswertung der fünf Einschläge durch professionelle Planetenforscher.

Über die einzelnen Beobachtungen und ihre Umstände wurde an dieser Stelle schon viel berichtet, zuletzt im vergangenen Jahr, als erstmals deutsche Amateurastronomen unter den Glücklichen waren und Abenteuer Astronomie sogar eine Rolle dabei spielte. Die Analyse der fünf Ereignisse von 2010 (zwei kurz nacheinander), 2012, 2016 und 2017 zeigt, dass die meisten recht ähnlich starke Lichterscheinungen waren mit optischen Energie von ein paar hundert Billionen Joule, nur 2017 war um einen Faktor 10 schwächer. Unter der – etwas gewagten – Annahme, dass die Physik der Lichterzeugung im Verglühen exakt dieselbe ist wie bei großen Feuerkugeln in der Erdatmosphäre, folgen kinetische Energien von größenordnungsmäßig einer Trillion (2017: 200 Billionen) Joule, was 250 Kilontonnen TNT-Sprengstoff entspricht. und wenn die Asteroiden oder Kometen mit rund 60 km/s eingeschlagen sind, wie wegen finaler Beschleuniging durch das enorme Schwerefeld Jupiters zu erwarten ist, dann hatten sie Massen von 100 bis 1000 Tonnen und je nach Dichte Durchmesser zwischen 4 und 20 Meter.

Die Lichtkurve des Impakt-Blitzes vom 26. Mai 2017 aus dem Video von Sauveur Pedranghelu auf Korsika, Zeitmarken oben in Zehntelsekunden: Zwei Helligkeitsmaxima sind zu erkennen, der einschlagende Himmelskörper fragmentierte. [Hueso et al.]

Beim Einschlag von 2017 konnte in der Lichtkurve erstmal mehr als ein Helligkeitsmaximum nachgewiesen werden (Grafik unten), typisch auch für zerbrechende Kleinkörper in der Erdatmosphäre: Aus noch besseren Kurven dieser Art könnte man viel über die Beschaffenheit der Impaktoren lernen. Und wie oft kommen Einschläge von mindestens 5 Meter großen Brocken auf dem Jupiter vor? Um das abzuschätzen, muss das „Verhalten“ der Jupiterbeobachter modelliert werden, das von vielen Faktoren abhängt (Grafik oben), aber die Abschätzung bereits nach den ersten drei Ereignissen bleibt stabil: Es knallt 10- bis 65-mal pro Jahr, wovon unter Idealbedingungen 4 bis 25 Einschläge auf der Erde zu sehen wären und realistisch etwa einer. Die Jupiter-Wacht lohnt sich also, und die Profi-Forscher wünschen sich höhere Bildraten (60 fps) und parallele Aufnahmen durch Rot- und Blau-Filter: Dann lässt sich die Energie viel genauer bestimmen. Zur Chemie des Planeten tragen diese kleinen Impaktoren übrigens so gut wie nichts bei, und auffällige sichtbare dunkle Spuren auf den Wolken (wie nach großen Impakten 1994 und 2009) sind erst ab 50 bis 100 Meter Durchmesser zu erwarten: Das sollte vielleicht einmal pro Jahrzehnt zu sehen sein.

LINK:
Originalarbeit: https://arxiv.org/abs/1804.03006

Daniel Fischer