Am 7. Dezember 1995 fiel ein Gerät von der Größe einer Waschtrommel in die Wolken des Jupiter. Knapp eine Stunde lang funkte es Daten nach oben. Dann war Schluss.

Bis heute ist das der tiefste Blick, den ein menschengemachtes Objekt in einen Gasriesen geworfen hat. Ein paar hundert Kilometer, bei einem Planeten mit gut 71.000 Kilometern Radius.

Die Frage, wie tief man hineinkommt, hat also eine ernüchternde Antwort. Interessanter ist, warum es dabei bleibt und was dort unten eigentlich wartet.

Galileo, 58 Minuten im Sturm

Die Tochtersonde der Mission Galileo traf mit rund 47,6 Kilometern pro Sekunde auf die Atmosphäre, das sind etwa 170.000 Kilometer pro Stunde. In den ersten zwei Minuten bremste sie die Luft so brutal ab, dass bis zu 230-fache Erdbeschleunigung auf sie wirkte. Das Gas vor dem Hitzeschild wurde nach Angaben der NASA etwa doppelt so heiß wie die Oberfläche der Sonne. Danach öffnete sich der Fallschirm, der Schild fiel ab, und die Messungen begannen.

Was folgte, war ein langsamer Abstieg durch die Wolkendecke. Die Sonde maß Winde von rund 540 Kilometern pro Stunde, und die ließen mit der Tiefe nicht nach. Das deutete darauf hin, dass Jupiters Wetter vor allem von der Wärme aus dem Inneren angetrieben wird und weniger von der Sonne. Gewitter sah sie in ihrer Nähe keine. Die Funkstörungen von Blitzen kamen aus großer Entfernung.

Nach etwa 58 Minuten verstummte der Sender. Der Druck lag bei 23 bar, die Temperatur bei 152 Grad Celsius. Die Elektronik ist nicht zerquetscht worden, sie ist schlicht überhitzt. Wie tief das war, hängt vom Bezugspunkt ab, die NASA spricht von rund 200 Kilometern durch die Wolken. Der Orbiter folgte acht Jahre später. Am 21. September 2003 schickte man ihn absichtlich in die Atmosphäre, damit er nicht irgendwann auf den Eismond Europa stürzt und dessen möglichen Ozean verunreinigt.

Was Galileo fand und Juno nachlieferte

Die Messwerte passten nicht ganz zu den Erwartungen. Helium war seltener als in der Sonne, Neon fehlte fast völlig, nur etwa ein Zehntel des solaren Anteils. Auch Wasser fand die Sonde weniger als gedacht. Zum Teil lag das am Einstiegsort, einem trockenen Fleck zwischen den Wolkenbändern. Das Fehlen von Helium und Neon dagegen hat eine tiefere Ursache, dazu gleich mehr.

Seit 2016 umkreist die NASA-Sonde Juno den Planeten und schaut mit einem Mikrowellenradiometer durch die Wolken hindurch. Danach reicht der Große Rote Fleck mindestens 350 Kilometer in die Tiefe, nach späteren Auswertungen rund 500 Kilometer. Juno fand Blitze in Höhen, wo es dafür eigentlich zu kalt ist, und sogenannte Mushballs, matschige Hagelkörner aus Wasser und Ammoniak, die Stoffe aus den oberen Schichten nach unten tragen.

Nebenbei wurde der Rote Fleck jünger. Eine Studie von 2024 kommt zu dem Schluss, dass der heutige Sturm wohl nicht derselbe ist, den Giovanni Domenico Cassini 1665 sah. Sicher belegt ist er seit 1831. Und er schrumpft, von 39.000 Kilometern Länge im Jahr 1879 auf heute etwa 14.000.

Unter den Wolken wird Gas zu Metall

Alles unterhalb der Galileo-Tiefe kennen wir nur aus Schwerefeldmessungen, Laborversuchen und Modellen. Eine Oberfläche gibt es nicht. Das Gas wird mit der Tiefe dichter und heißer, bis es sich ohne scharfe Grenze wie eine Flüssigkeit verhält. Irgendwo dort hört die Atmosphäre auf, ohne dass man genau sagen könnte, wo.

Weiter unten, bei rund einer bis zwei Millionen bar und etwa 5.000 Grad Celsius, verliert der Wasserstoff seine Elektronen. Er wird zu einem flüssigen Metall, das Strom leitet. In dieser Schicht entsteht das Magnetfeld des Jupiter, nach NASA-Angaben 16- bis 54-mal so stark wie das irdische.

Helium mischt sich mit diesem metallischen Wasserstoff schlecht. Es bildet Tropfen, etwa 10.000 bis 13.000 Kilometer unter den Wolkenoberkanten, und die sinken nach unten. Helium-Regen sozusagen. Neon löst sich in diesen Tropfen und wird mitgerissen. Genau das erklärt plausibel, warum Galileo oben so wenig von beidem fand.

Im Labor ist metallischer Wasserstoff ein zähes Thema. Forscher am Lawrence Livermore National Laboratory erzeugten ihn 1996 mit Stoßwellen bei rund 1,4 Millionen bar, für einen winzigen Augenblick. Die Meldung aus Harvard von 2017, man habe festen metallischen Wasserstoff bei knapp fünf Millionen bar hergestellt, ist bis heute umstritten.

Ein Kern ohne Grenze

Lange stellte man sich im Zentrum einen kompakten Felskern vor. Juno hat dieses Bild gründlich verwischt. Nach einer Auswertung der Schwerefelddaten von Burkhard Militzer und Kollegen aus dem Jahr 2022 reichen schwere Elemente bis etwa 63 Prozent des Planetenradius hinaus, verdünnt mit Wasserstoff und Helium. Ein verdünnter Kern also, ohne klare Kante zum metallischen Mantel darüber.

Im Zentrum rechnen Modelle mit rund 20.000 Kelvin und etwa 40 Millionen bar. Zum Vergleich, im Marianengraben sind es gut 1.000 bar. Wie dieser Kern entstand, ob durch einen frühen Einschlag oder durch langsames Durchmischen, ist offen.

Jupiter hat 318 Erdmassen und gibt mehr Wärme ab, als er von der Sonne erhält. Er schrumpft langsam und setzt dabei Energie frei. Ein Gasriese ist im Kern eine Wärmekraftmaschine, die seit 4,6 Milliarden Jahren abkühlt. Zum Stern fehlt trotzdem viel. Ab etwa der dreizehnfachen Masse beginnt das Reich der Braunen Zwerge, echte Sterne brauchen grob das Achtzigfache.

Warum kein Schiff tiefer kommt

Gegen Druck kann man bauen. Tiefsee-U-Boote halten die gut 1.000 bar am Grund des Marianengrabens aus. Im Jupiter steigt aber mit dem Druck auch die Temperatur, und Galileo starb nicht am Druck, sondern bei 152 Grad an der Hitze. Mit jedem Kilometer wird es heißer, und eine Druckhülle, die zugleich kühlt, hat im dichten Gas keinen Ort, an den sie die Wärme loswerden kann. Warum Abwärme schon im leeren All schwierig ist, steht im Artikel über das Wärmeproblem im All.

Der Planetenforscher Leigh Fletcher von der Universität Leicester sagte dazu gegenüber Live Science, Dichte, Druck und Temperatur stiegen im Inneren auf enorme Werte. Nach der Rechnung des Magazins wäre das Gas zwischen etwa 7.000 und 14.000 Kilometern Tiefe heiß genug, um zu glühen. Spätestens dort zerfällt jedes Raumschiff.

Die Science-Fiction hat das früh begriffen. In Arthur C. Clarkes Novelle A Meeting with Medusa von 1971 taucht der Held nicht ab, er treibt mit einem Heißluftballon in den oberen Schichten. Das ist erstaunlich konsequent gedacht. Wer einen Gasriesen erkunden will, schwebt oben und schaut hinunter.

Genau so arbeiten auch die realen Pläne. Juno lief nach Angaben der Planetary Society im Mai 2026 weiter, der Haushaltsentwurf des Weißen Hauses für 2027 würde die Mission allerdings beenden. Die nächste Eintauchsonde ist für Uranus vorgesehen, als Teil des Uranus Orbiter and Probe, den die US-Planetenforscher zur obersten Großmission erklärt haben. Ein Start gilt frühestens Mitte der 2030er-Jahre als realistisch.

Rund 200 Kilometer von über 70.000. Für die nächsten Jahrzehnte bleibt das womöglich der Rekord.

Quellen

• NASA Science: Galileo, Missionsseite
• NASA Ames: Galileo Probe Mission »Quick-look« Science Summary, 1996 (Spiegel)
• NASA Science: Jupiter Facts
• Militzer et al.: Juno Spacecraft Measurements of Jupiter’s Gravity Imply a Dilute Core, Planetary Science Journal 3, 185 (2022)
• Physics Today: Helium rain on Jupiter, 30.03.2010
• AGU: Jupiter’s Great Red Spot is not the same one Cassini observed in 1600s, 17.06.2024
• The Planetary Society: The Downlink, 01.05.2026