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JUPITER
Kollisionen im Labor
von Stefan Deiters
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17. März 2000

Was passierte bei den spektakulären Einschlägen des Kometen Shoemaker-Levy 9 in der Jupiteratmosphäre? Forscher der Technischen Universität Berlin haben darauf eine Antwort gefunden: Sie stellten die Kollision nach - in ihrem eigenen Labor.  

Für viele Hobby-Astronomen - aber auch für professionelle Wissenschaftler - war es das Ereignis des Jahrzehnts: In den Juli-Tagen des Jahres 1994 konnte man zum ersten Mal Zeuge einer spektakulären Kollisionen außerirdischer Körper werden: Hauptdarsteller war Jupiter und der Komet Shoemaker-Levy 9, der mit einer Geschwindigkeit von 60 Kilometern pro Sekunde auf den Gasplaneten prallte. Die enorme Einschlagsenergie, die dabei entstand, ist vergleichbar mit der Explosion mehrerer hundert Nuklearwaffen. Der Aufprall der mehr als 20 Kometenteile erzeugte Feuer- und Gasbälle, die jeder für sich größer waren als unser Planet. 

Natürlich musste so ein Ereignis auch Spuren auf dem Jupiter hinterlassen. Und genau an dieser Folgen waren nun die Berliner Forscher interessiert. Vor allem wollten sie die chemischen Abläufe in den durch den Aufprall entstandenen Stosswellen verstehen und haben das Ereignis zu diesem Zweck einfach im Labor nachgestellt: "Wir haben den nachweisbaren Zerfall und die Neubildung von Molekülen, die durch die enormen Aufprallkräfte ausgelöst wurden, im Labor nachvollziehen können", erläutert der Physiker Dr. Dietrich Ewert das Ergebnis des von der Deutschen Forschungsgemeinschaft (DFG) geförderten und in Kooperation mit der RWTH Aachen durchgeführten Projektes.

Die Ausgangswerte ihres Modells erhielten die Wissenschaftler von einer kleinen Tochtersonde von Galileo, die am 7. Dezember1995 in die Jupiteratmosphäre eintrat und erstmals die Molekülkonzentration dort messen konnte. Sie fand unter anderem  mehrere Millionen Tonnen Blausäure. Und genau die Entstehung dieser Moleküle konnte nun im Labor simuliert werden.

Dabei dürfte die Labor-Jupiteratmosphäre für den Laien wenig Ähnlichkeit mit dem haben, was am Himmel zu sehen ist: Die Physiker stellten nämlich die thermochemischen Prozesse in einem acht Meter langen sogenannten Vakuum-Stoßwellenrohr nach. In den Hochdruckbereich des Rohres, der durch eine Aluminium-Membran abgegrenzt war, wurde Helium gepumpt. Der hohe Druck auf das Gas erzeugte schließlich eine Stoßwelle, die mit einer Geschwindigkeit von 1400 bis zu 2400 Metern pro Sekunde die Membran durchbrach und im zweiten Rohrteil, dem Niedrigdruckbereich, auf Ammoniak, Methan und Wasser stieß. Diese Stoffe, die für die Jupiteratmosphäre typisch sind, wurden dabei wie bei dem Kometeneinschlag komprimiert und stark erhitzt. 

In ihrer "Miniatmosphäre" konnten die Wissenschaftler nun die Vorgänge genau untersuchen: Es kam zu Zertrümmerungen von Molekülen und trotz der hohen Temperaturen auch zu stabilen Neubildungen. Der erfolgreiche Verlauf des Experiments sowie der Nachweis von Blausäure ermöglichte den Forschern auch weitere Aussagen über die Beschaffenheit der Jupiteratmosphäre. So konnten sie folgern, dass in der Jupiteratmosphäre weit weniger Wasser vorhanden ist als zunächst angenommen worden war. Ein Ergebnis, das durch die kleine Galileo-Sonde bestätigt wurde. 

siehe auch
AstroLinks: Jupiter
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