Tübinger Sternchen - Astronomische Vereinigung Tübingen eV

Jupiter
30. Ausgabe
25. Juli 2012
Mitteilungsblatt der AVT Jugendgruppe
Tübinger Sternchen
Lieber Sternfreund,
nachdem die am 3. März 1972 gestartete „Pioneer 10“ als erste Sonde den Asteroidengürtel ohne
den befürchteten Crash durchquert hatte, dachten die NASA Ingenieure das Schlimmste läge
hinter ihnen. Doch damit lagen sie gründlich falsch. Bereits 20 Millionen km vor Jupiter
erreichte „Pioneer 10“ das Magnetfeld des Gasriesen. Könnten wir es von der Erde aus sehen,
wäre es viermal größer als der Vollmond am Nachthimmel. Das Bedrohliche für die Sonde war
die unerwartet hohe Gamma- und Röntgenstrahlung welche von dem Planeten ausgeht. Sie stieg
im weiteren Verlauf des Fluges auf den 500fachen Wert, welcher für einen Menschen tödlich ist.
Auch der Sonde setzte dies arg zu, doch „Pioneer 10“ schlug sich tapfer. Einige Messgeräte
gingen in die Knie und etliche Aufnahmen des Jupiters und seiner Monde waren verloren, kurz
vor dem endgültigen Kollaps sank die Strahlung und der tapfere Kundschafter erholte sich. Er
nahm die Arbeit wieder auf und sande bis dahin einmalige Bilder zur Erde, die Wissenschaftler
konnten doch noch jubeln. Kurz darauf folgte die Schwestersonde „Pioneer 11“, sie kam Jupiter
noch näher und überstand, wie ihr Vorgänger, auch alle Gefahren.
-------------------Hinter dem Asteroidengürtel beginnt das phantastische Reich der Gasriesen. Deren Welt
erscheint uns fremd und jeder Besuch einer Sonde bringt Unmengen an neuen Überraschungen.
Der König der Riesen ist natürlich Jupiter, und wenn es auch an Majestätsbeleidigung grenzt:
„Der ist richtig DICK!“ Der Gigant hat mehr als die doppelte Masse aller restlichen Planeten
unseres Sonnensystems zusammen. Damit hat er sich die Bezeichnung „Riesenplanet“ redlich
verdient.
Die Gasplaneten werden in Großplaneten (Uranus und Neptun) und in Riesenplaneten (Jupiter
und Saturn) unterteilt. Sie alle bestehen überwiegend aus Wasserstoff und Helium. Zwar besitzen
sie einen Kern aus Gestein und Eisen, dieser ist jedoch im Verhältnis zu den Planeten sehr klein.
Der Unterschied liegt tief verborgen im Inneren. Bei den Riesenplaneten ist aufgrund des hohen
Drucks und der Wärme im Zentrum, der Wasserstoff in einen flüssig- metallischen Zustand
übergegangen. In diesem Zustand leitet das Gas sogar Strom. Dies ist wohl auch der Grund
warum Jupiter ein solch starkes Magnetfeld besitzt. Bei den Großplaneten ist der Wasserstoff im
Inneren nur flüssig, jedoch nicht metallisch wie bei den Riesenplaneten.
Nach den „Pioneersonden“ bekam Jupiter noch mehrmals Besuch. Im Juli 2016 ist die Ankunft
einer besonderen Sonde geplant. „Juno“ ist im Anflug und sollte sich der Oberfläche bis auf
5.000km nähern. Die Bilder würden dabei Details bis herab zu einer Größe von 3 km zeigen.
Kurz darauf sind sie im Internet zu bewundern, dabei sind Überraschungen wieder einmal
garantiert. Siehe: http://www.nasa.gov/mission_pages/juno/main/index.html
Dein Ludwig.
Inhalt
Seite
3
Der Mond im August / September 2012.
3
Besondere Ereignisse im August / September 2012.
3
Planeten im August / September 2012.
4
Der Dicke
6
Jupiter, Daten
7
Innerer Aufbau
8
Hinweise.
Der Mond im August / September 2012.
02.08.2012
09.08.2012
17.08.2012
24.08.2012
31.08.2012
08.09.2012
16.09.2012
22.09.2012
30.09.2012
Vollmond
abnehmender Halbmond
Neumond
zunehmender Halbmond
Vollmond
abnehmender Halbmond
Neumond
zunehmender Halbmond
Vollmond
Besondere Ereignisse im August / September 2012.
August: 14.8.12 Mond, Jupiter und Venus nahe zusammen am Morgenhimmel. Der August ist
der Sternschnuppenmonat. Die Auffälligsten sind die Perseiden, mit einem Maximum in der
Nacht vom 11. zum 12.8.12.
Am 6. August 2012 um 7:17 Uhr MESZ soll der Rover Curiosity auf dem Mars landen.
September: 22.9.12 Tag und Nacht annähernd gleich lang.
Planeten im August / September 2012.
Merkur ist in der zweiten Augusthälfte am Morgenhimmel zu sehen. Zum Monatsende versteckt
er sich wieder im Schein der aufgehenden Sonne.
Venus strahlt am Morgenhimmel. Am 14. August befindet der Mond nahe bei dem Morgenstern.
Mars zieht sich im August langsam zurück und verabschiedet sich im September endgültig von
den neugierigen Astronomen.
Nachdem Jupiter einigen Beobachtern im Vormonat eine tolle Show bei der Bedeckung durch
den Mond geliefert hat, macht er uns weiterhin Freude. Sein Aufgang verfrüht sich immer mehr.
Zum 1. August erscheint er um 1:20Uhr, zum 1. September um 23:30 Uhr und Ende September
gegen 21:45Uhr.
Saturn ergeht es ähnlich wie Mars. Die beste Zeit ihn zu beobachten ist in dieser Saison vorbei.
Am 17. August zieht Mars am Abendhimmel in etwa 3° Abstand an ihn vorüber.
Uranus erreicht am 29. September seine Opposition im Sternbild Fische zur Grenze des
Sternbildes Walfisch. Damit steht er genau gegenüber der Sonne und ist uns besonders nahe,
daher optimal zu beobachten - wenn du den grünen Planeten findest. Nahe heißt bei Uranus, dass
Licht benötigt immer noch über 2,5 Stunden bis es uns erreicht hat.
Neptun erreicht seine Opposition schon am 24. August (Sternbild Wassermann). Im Teleskop
erscheint er bläulich. Bei einer Entfernung von 4.336.000.000 km ist eine hohe Vergrößerung
erforderlich um ihn als Scheibe erkennen zu können. Das Licht braucht dabei 4 Stunden um diese
Distanz zu überwinden.
Um Uranus und Neptun leichter finden zu können, wäre der Mond, wenn er sich nahe bei den
Planeten befindet, eine große Hilfe. Befindet sich unser Trabant zur Opposition der Planeten
jedoch in deren Nähe, ist er auch in Opposition und in seiner Vollmondphase. Dabei überstrahlt
er die lichtschwachen Gasriesen und kann uns beim Aufsuchen leider nicht helfen.
Der Dicke.
Jupiter, die oberste Gottheit der alten Römer, war der Himmels- oder auch Wettergott. Er ist
identisch mit Zeus aus der griechischen Sagenwelt. Sein Vater war Saturnus welcher seine
Nachkommen zum fressen gerne hatte. Jupiter entkam diesem Schicksal durch eine List und
entwickelte sich so prächtig, dass er zum Oberhaupt aller Gottheiten aufstieg. Unter seiner
Leitung besiegten sie nach hartem Kampf die Titanen, Riesen in Menschengestalt und im
Anschluss auch noch die Giganten. Noch riesigere Riesen, welche sogar Berge
aufeinandertürmen konnten. Ein hartes Stück Arbeit für Jupiter und seine Kollegen. Da durfte er
sich danach ein schon ein wenig erholen. Doch was der alte Angeber unter Erholen verstand, ist
schon etwas seltsam. Er verführte so gut wie alles, was ihm über dem Weg lief, und dies obwohl
er mit der eifersüchtigen „Juno“ verheiratet war. Um seine Ziele zu erreichen, nahm er alle
möglichen Gestalten an. Einmal war er ein wunderschöner Stier, ein Adler, ein Schwan oder er
nahm gleich die Gestalt einer anderer Personen an, um die Angebeteten herumzukriegen (seine
Geliebten: Io, Leda, Antiope, Callisto, Diana, Alcmena, Danae, Aegina, und Ganymedes, war`s
dass?). Ich vermute demnach, dass der Kerl sehr hässlich gewesen sein muss, sonst wären seine
Verwandlungskünste nicht notwendig gewesen. Die Gattin „Juno“ hätte ihn aus dem Haus
werfen sollen, aber nein was macht sie? Sie läuft ihm jetzt schon wieder nach und kommt im
Jahr 2016 bei ihm an (siehe erste Seite, die Planetensonde „Juno“). Da wird sie aber staunen, wer
alles um ihn kreist. Die Mythen und der Stellenwert der Götter ist sicher auch ein Hinweis auf
die Denkweise der Kulturen, da schneiden die alten Römer meiner Meinung nach wieder einmal
nicht so toll ab.
Doch nun zu dem Planeten Jupiter. Betrachte ich ihn im Teleskop, sehe ich keinen üblen,
hässlichen Kerl, im Gegenteil. Ich freue mich immer wenn die Beobachtungssaison des
Gasriesen beginnt. Auf keinem anderen Planeten sind so viele Details zu erkennen wie auf ihm.
Jupiter ist im Fernrohr mein Lieblingsplanet. Meist sind selbst mit kleiner Optik schon deutlich
zwei dunkle Wolkenbänder zu sehen. In größeren Fernrohren sind, bei ruhiger Luft, zwischen
diesen Wolkenbändern auch schon einmal kleine Verwirbelungen zu erkennen. Und erscheint der
berühmte große rote Fleck, ist dies ein weiterer Höhepunkt. In diesem könnte die Erde bequem
Platz nehmen. Schon seit gut 300 Jahren wird der rote Fleck auf Jupiter beobachtet, vorher waren
die Teleskope nicht gut genug. Um was es sich dabei handelt, entdeckten erst die
Planetensonden. Es ist ein riesiger Wirbelsturm, in welchen man locker die Erde verstecken
könnte (Maße des großen roten Fleck ca. 14.000km x 40.000km).
Die vier hellsten Monde, Io, Europa, Ganymed und Kallisto (alles Geliebte des Jupiters, siehe
Oben), sind mit jedem Fernglas zu erkennen wenn sie sich nicht gerade hinter ihrem Chef
verstecken. Jeder dieser Trabanten ist eine (Planetensonden-)Reise wert. Europa ist sogar der
heißeste Anwärter auf außerirdisches Leben. Die Wissenschaftler sind sich inzwischen sicher,
dass sich unter seiner eisigen Oberfläche ein Ozean aus flüssigem Wasser befindet. Sollte es dort
ähnlich wie in der Tiefsee „schwarze Raucher“ geben? Quellen heißen Wassers! Auf der Erde
haben sich an diesen Stellen eigene Lebensformen weiterentwickelt. Die Spekulationen gehen
hier schon sehr weit, vielleicht auch etwas zu weit. Tatsache ist jedoch, wer nicht nachfragt bleibt
dumm. Daher haben NASA und ESA zur Erforschung des Jupiters und seines Mondes „Europa“
für das Jahr 2020 eine Mission geplant, Ankunft im Jahr 2028. Doch zurück ans Teleskop! Oft
sind auch die Schatten der Jupitermonde auf der Planetenoberfläche zu sehen, dort ist dann eine
Sonnenfinsternis. Dieses Katz und Mausspiel der Monde und deren Schatten ist sehr interessant.
Also einfach in die Sternwarte kommen, gerne wird dort gezeigt was Jupiter so alles bietet.
Der Planet ist auch nicht rund, sondern deutlich abgeplattet. Sein Durchmesser am Äquator ist
knapp 9.300km größer als an den Polen. Die Ursache ist seine schnelle Rotation. Obwohl er der
größte Planet in unserem Sonnensystem ist, dreht er sich am schnellsten um seine Achse, in den
Äquatorregionen einmal in 9Stunden und 50,5Minuten. Da er Hauptsächlich aus Wasserstoff und
Helium besteht, und nicht aus festem Gestein, geht der Dicke dabei noch etwas mehr in die
Breite. An den Polen benötigt er übrigens für eine Umdrehung 5 Minuten länger, der Planet hat,
wie die Sonne, eine sogenannte „differentielle Rotation“.
Würden wir bei einem Flug zum Jupiter die enorme Strahlenbelastung überleben und wollten auf
seiner Oberfläche landen, erwartete uns eine Überraschung. Es gibt sie nicht… die feste
Oberfläche. Der Dicke besteht doch aus Gas! Was wir im Teleskop sehen können, sind die
Wolkenschichten in seiner Atmosphäre. Darin würden wir immer tiefer einsinken, bis wir im
Wasserstoff und Helium, welche sich unter dem hohen Druck verflüssigt haben, wie in einem
Sumpf stecken blieben. Zuvor sind wir jedoch schon von dem hohen Atmosphärendruck
zerquetscht worden, also lassen wir es lieber und schicken Sonden für diese Aufgabe los.
Tatsächlich wurde dieses Kunststück bereits unternommen. Am 18. Oktober 1989 startete die
NASA die Sonde „Galileo“ welche als erste an Jupiter nicht nur vorbeifliegen, sondern diesen
und seine Monde längere Zeit umkreisen sollte. Dabei wurde auch eine Tochtersonde auf Jupiter
abgesetzt. Mit einer Geschwindigkeit von 170.000km/h trat diese in die Wolkenschichten ein.
Der Hitzeschild musste dabei 16.000°C standhalten. An Fallschirmen ging die Reise ohne
Rückfahrkarte weiter. Windgeschwindigkeiten bis zu 720km/h wurden gemessen, jedoch nicht
nur Seitlich sondern auch nach Oben und Unten. In den tieferen Schichten waren die
Turbulenzen sogar stärker als an der Oberfläche. Dies obwohl die Sonde in einem
Schönwettergebiet herabging. Nach 61 Minuten war die Vorstellung vorbei. In einer Tiefe von
etwa 140 km machten die Instrumente der Sonde schlapp, die Temperatur betrug dabei 152°C bei
24 bar. Die Muttersonde zog währenddessen weiter auf ihrer Entdeckungsreise, bis sie
schließlich das Schicksal ihrer Tochtersonde teilen musste. Um nicht einen der Monde mit
irdischen Bakterien zu verseuchen, wurde sie nach fast 8 Jahren in der Umlaufbahn gezielt auf
Jupiter zum Absturz gebracht. Die Ausbeute der Mission ist absolut einmalig. Die zur Erde
gesandten Bilder sind auf der NASA Internetseite zu betrachten und unbedingt empfehlenswert!
Auf unserer Reise weiter in Richtung Planetenzentrum, wird bei einem Jupiterradius unter
55.000 km bei 3 Millionen bar Druck der Wasserstoff flüssig- metallisch. Damit wird ein
Zustand beschrieben bei dem das Gas elektrisch leitfähig ist. Die große Hitze jedoch verhindert,
dass das Gas fest (wie Metall) wird, es ist auch weiterhin zähflüssig. Direkt im Zentrum wird ein
fester Kern aus Gestein, Eisen und Nickel vermutet. Jupiter ist wärmer als er durch die
Sonneneinstrahlung sein dürfte. Des Rätsels Lösung ist vermutlich die noch vorhandene
Restwärme aus der Zeit der Planetenbildung, und dass er sich unter seiner eigenen Schwerkraft
langsam zusammenzieht. Bei geschätzten 100 Millionen bar und 30.000°C im Zentrum wird die
dabei freiwerdende Energie, ähnlich wie in der Sonne, in Blasen zu den äußeren Bereichen
transportiert, dort kühlt der Wasserstoff und das Helium wieder ab und sinkt zurück in Richtung
Zentrum. Der Fachmann bezeichnet dies als Konvektionsströhmung. Doch anders als im
Zentrum der Sonne, findet bei Jupiter natürlich keine Kernfusion statt. Dazu müsste er
mindestens 75mal schwerer sein, damit im Inneren bei min. 3 Millionen Grad die
Kernschmelzung zünden kann. Wir hätten dann eine zweite Sonne am Himmel.
Jupiter besitzt auch ein Ringsystem. Nicht so toll wie das von Saturn, aber immerhin. Im
Teleskop ist es nicht sichtbar, dazu ist es zu schwach ausgeprägt.
66 Monde um Jupiter sind bisher bekannt (Stand Januar 2012). Die hellsten vier entdeckte
„Galileo Galilei“ am 7. Januar 1610. Nach mehreren Beobachtungsnächten schrieb er:
„Ich bin inzwischen jenseits aller Zweifel zum Schluss gekommen, dass es am Himmel drei
Sterne gibt, die Jupiter so umkreisen, so wie Venus und Merkur um die Sonne laufen, und dies
wurde mir bei allen nachfolgenden Beobachtungen schließlich klarer als Tageslicht.“
_______________________
Quellenangabe:
Bücher: „Planeten und ihre Monde“ Spektrum der Wissenschaft; „Planeten Lexikon“ von Stanek; „Erde, Sonne und Planeten –
Raumsonden erforschen das Sonnensystem“ von Hermann-Michael Hahn; „Die Planeten“ von David McNab und James Youner;
Internet: www.wikipedia.de; www.bernd-leitenberger.de
Jupiter
Daten:
Äquatordurchmesser:
142.984 km (Erde: 12.756,3km)
Poldurchmesser:
133.708km (Erde: 12.713,5km)
Masse:
1,9 Quadrillionen Tonnen
In Erdmassen:
317,89
In Sonnenmassen:
1/1047,34
Mittlere Dichte:
1,31 g/cm³ (Erde: 5,53g/cm³)
Rotationsdauer am Äquator:
9Stunden 50,5 Minuten
Rotationsdauer in Polnähe:
9Stunden 55,7 Minuten
Achsneigung gegen Bahnebene:
3° (Erde: 23°27´)
Mittlere Entfernung zur Sonne:
778,4 Millionen km = 5,203 AE
Bahnneigung gegen Ekliptik:
1,3°
Dauer eines Umlaufes um die Sonne: 11,862 Jahre
Besuch von Sonden:
Vorbeiflug von „Pioneer 10“;
Dezember 1973 in einer Entfernung von 130.000 km
Vorbeiflug von „Pioneer 11“;
Dezember 1974, in einer Entfernung von 43.000 km
Vorbeiflug von „Voyager 1“;
März 1979
Vorbeiflug von „Voyager 2“;
Juli 1979
Vorbeiflug von „Ulysses“;
Februar 1992, in einer Entfernung von 450.000 km
„Galileo“;
vom 7. Dezember 1995 bis 21. September 2003
Vorbeiflug von „Cassini“;
Dezember 2000, in einer Entfernung von 10.000.000 km
Vorbeiflug von „New Horizons“; 28. Februar 2007, in einer Entfernung von 2.287.744 km
Im Anflug „Juno“;
ab 2016
Geplant: „Europa Jupiter System Mission/Laplace“; ab 2028
Innerer Aufbau
Atmosphäre: Gasförmiger Wasserstoff (90%), Helium (10%) und geringem Anteil von
Methan, Ammoniak, Wasser, Phosphin und Schwefelwasserstoff
Flüssiger Wasserstoff und Helium
bis ca. 10.000km Tiefe.
Zähflüssiger, metallischer Wasserstoff und
Helium (elektrisch leitend).
Temperatur ca.6000°C bei 1 bis 3 Millionen bar.
Kern aus den Elementen: Silizium, Magnesium, Sauerstoff
und Eisen / Nickel.
Etwa Erdgröße bei 20facher Erdmasse.
Zum Vergleich: Größe der Erde
Die Wolkenfärbung der Jupiteratmosphäre ist von der Höhe abhängt. In den obersten
Schichten (rot und weiß) finden wir neben den Hauptbestandteilen Wasserstoff und
Helium auch Ammoniak, darunter befinden sich bräunliche Wolken mit Anteilen von
Ammoniumhydrogensulfid, die unteren blauen Wolken enthalten Wasser.
Astronomische Vereinigung Tübingen:
www.sternwarte-tuebingen.de
Projekt Sternenpark Schwäbische Alb:
www.sternenpark-schwaebische-alb.de
Hilfe für Einsteiger und Fortgeschrittene
www.astronomie.de
VDS (Vereinigung der Sternfreunde e.V.)
www.vds-astro.de
Veranstaltung:
AME Villingen/Schwenningen
Internationale Astronomie Messe
8. September 2012
Landung des Rover „Curiosity“ auf dem Mars:
6. August 2012 gegen 7:17 Uhr MESZ
Das
Das nächste Treffen der AVT Jugendgruppe,
von 17:30Uhr bis 19Uhr am:
19.09.2012 Mittwoch
Ludwig und Katharina
Schöne Sommerferien wünschen
Dein Jugendgruppenteam
Ludwig und Katharina