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In den obersten Schichten des Gasplaneten Jupiter gibt es einen auffallend kühlen Bereich, der sich seit mindestens 15 Jahren – aber vermutlich weit länger – an ein und derselben Stelle befindet. Was hinter diesem von den Entdeckern "Großer Kalter Fleck" getauften Phänomen steckt, ist noch nicht eindeutig erklärt.
Das Wissenschaftlerteam um Tom Stallard von der University of Leicester publizierte seine Entdeckung jetzt im Fachmagazin "Geophysical Research Letters". Fündig wurde es mit Hilfe von Temperaturmessungen, unter anderem am Very Large Telescope der Europäischen Südsternwarte in Chile.
Der Große Kalte Fleck befindet sich knapp unterhalb des Jupiter-Nordpols. Während das Gas in der Umgebung auf Temperaturen zwischen 400 und mehr als 700 Grad Celsius aufgeheizt wird, ist es im Bereich des kalten Flecks rund 200 Grad kühler.
© IRTF/NASA/University of Leicester
(Ausschnitt) Bild vergrößern Großer Kalter Fleck auf Jupiter Aufnahmen der IRTF NSFCam am 19. Dezember 2000 wurden zu einem (teils stark flackernden) Film zusammengefügt, auf dem der stationäre Fleck auf dem rotierenden Jupiter erkennbar wird.
In Form und Größe ist er wechselhafter als sein rotes Pendant, erklären die Wissenschaftler. Seine Ausdehnung geben sie mit rund 24 000 Kilometer Länge und 12 000 Kilometer Breite an. Binnen Tagen verändere der Fleck sein Aussehen, verschwinde dabei aber nie ganz und wachse immer wieder zur alten Größe heran, erläutert Stallard. Anhand archivierter Daten ließ sich seine Existenz über die vergangenen 15 Jahre durchgängig zurückverfolgen.
Stallard und Kollegen gehen davon aus, dass das Magnetfeld des Gasriesen das Temperaturphänomen indirekt auslöst. Der Große Kalte Fleck steht vermutlich in Beziehung zu den Nordlichtern des Jupiters, die entstehen, weil Gas des Jupitermonds Io und Teilchen des Sonnenwinds entlang der Magnetfeldlinien in die obersten Atmosphärenschichten gelenkt werden. Die dabei erzeugte Hitze wird aber offenbar nicht gleichmäßig über die angrenzenden Gasschichten verteilt wie bislang angenommen. Stattdessen kommt es zu komplexen Wetterphänomenen, zeigt die Entdeckung des kalten Wirbels. Welche Prozesse im Detail ablaufen, können die Forscher noch nicht mit Sicherheit sagen.
Da der Fleck so stabil zu sein scheint, vermutet Stallard, dass er womöglich schon so lange existiert, wie der Vulkanmond sein Gas auf Jupiter sprüht – "vielleicht viele tausend Jahre", sagt der Forscher. Ähnliche Prozesse könnten auch in den obersten Atmosphärenschichten der Erde ablaufen.
Von der Jupitersonde Juno, die Anfang Juli 2017 in eine Umlaufbahn um den Gasriesen einschwenken soll, erhoffen sich die Wissenschaftler nun nähere Informationen über den Großen Kalten Fleck. Dass man ein derart ausgedehntes Phänomen bislang übersehen habe, weckt die Hoffnung, mit der Sonde noch weitere Entdeckungen am größten Planeten des Sonnensystems machen zu können.
Jupiter, der fünfte Planet unseres Sonnensystems
 Der Jupiter ist der fünfte Planet unseres Sonnensystems und mit einem Durchmesser von 143.000 Kilometern etwas mehr als elf mal so groß wie unsere Erde. Jetzt haben Forscher von der Universität Leicester mithilfe des Paranal-Observatorium in der chilenischen Atacamawüste eine Entdeckung gemacht. Sie fanden einen großen Wirbel an der oberen Atmosphäre des Jupiters, den Großen Kalten Fleck. Er misst 24.000 Kilomter in Ost-West-Richtung und 12.000 Kilometer in Nord-Süd-Richtung. In der oberen Atmosphäre herschen zwischen 420 und 720 Grad Celsius, das sind etwa 200 Grad Celsius kälter als an anderen Stellen des Planeten.

Die Forscher um Tom Stallard nannten ihn Großen Kalten Fleck, analog zum Großen Roten Fleck in der unteren Atmosphäre, der etwa gleich groß ist. Die Entstehung des Großen Kalten Flecks hängt vermutlich mit den Polarlichtern des Jupiters zusammen. Durch die Polarlichter gelangt Energie in die Atmosphäre und wird aufgeheizt. In der Thermosphäre, der obersten Schicht der Atmosphäre, entsteht dadurch eine kühlere Zone. So vermuten die Forscher, dass dadurch ein Wirbel, ähnlich wie beim Großen Roten Fleck, entsteht.

„Der Große Kalte Fleck ist viel unbeständiger als der sich langsam verändernde Große Rote Fleck. Er ändert in nur wenigen Tagen und Wochen Form und Größe dramatisch“, so Tom Stellard. In den aufgezeichneten Daten der letzten 15 Jahren ist zu erkennen, dass sich die Form ständig veränderte, jedoch blieb der Fleck an der gleichen Stelle. Stellard sagte weiter: „Das deutet darauf hin, dass er sich ständig weiterentwickelt, und als Ergebnis könnte er so alt sein wie die Polarlichter, die ihn bilden - vielleicht viele Tausende Jahre.“

Dass Polarlichter in der Atmosphäre Änderungen der Temperatur und Dichte beeinflussen können, ist schon in der oberen Atmosphäre der Erde herausgefunden worden. Allerdings unterscheiden sich die Polarlichter der beiden Planeten. Während auf der Erde die Polarlichter durch Auftreffen geladener Partikel der Sonne ausgelöst werden, entstehen die Polarlichter auf dem Jupiter durch Gase, die vom Vulkan des eigenen Mondes Io freigesetzt werden. 

Die Entdeckung des Großen Kalten Flecks war rein zufällig. Wahrscheinlich ist, dass es auf dem Jupiter weitere unerforschte Wirbel gibt.