Jupitermonde - Institut für Planetenforschung
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Jupitermonde Jupitermonde Die vier größten Monde des Planeten Jupiter werden nach dem italienischen Astronomen Galileo Galilei, der sie im Jahr 1610 beobachtete, als Galileische Monde bezeichnet. Zwar behauptete der deutsche Astronom Simon Marius, die Monde etwa zur gleichen Zeit ebenfalls gesehen zu haben, aber da er seine Beobachtung nicht veröffentlichte, wird die Entdeckung Galilei zugeschrieben. Diese großen Monde, nämlich Io, Europa, Ganymed und Callisto, sind durchaus eigenständige Welten. Io ist der vulkanisch aktivste Himmelskörper im Sonnensystem. Seine Oberfläche ist von Schwefel in verschiedenen Farben und Formen bedeckt. Auf seiner leicht elliptischen Umlaufbahn um den Jupiter verursacht die immense Schwerkraft des Planeten in der festen Oberfläche von Io „Gezeiten“ von 100 Metern Höhe. Die durch Reibung entstehende Hitze reicht aus, um den Vulkanismus zu unterhalten und jedes etwa vorhandene Wasser zu verdampfen. Das Magma der Vulkane auf Io besteht aus erhitztem Silikat. Die Oberfläche von Europa besteht zum großen Teil aus Wassereis, und es deutet einiges darauf hin, dass unter der Eisdecke ein Ozean aus Wasser oder Eismatsch verborgen liegt. Man nimmt an, dass Europa über zweimal soviel Wasser wie die Erde verfügt. Für Astrobiologen ist der Mond deswegen interessant, weil er möglicherweise eine „habitable Zone“ aufweist. Auf der Erde hat man Lebensformen entdeckt, die in der Nähe unterirdischer Vulkane und unter anderen extremen Bedingungen gedeihen, die vielleicht denen auf Europa entsprechen könnten. Ganymed ist der größte Mond im Sonnensystem (größer als der Planet Merkur) und der einzige, von dem wir wissen, dass er über ein eigenes Magnetfeld verfügt. Die Oberfläche von Callisto ist von Kratern buchstäblich übersät und sehr alt – hier spiegeln sich Ereignisse aus der Frühgeschichte des Sonnensystems wider. Andererseits zeigt die vergleichsweise geringere Zahl kleiner Krater auf Callisto an, dass Erosionsund Abtragungsprozesse möglicherweise bis in geologisch jüngere Zeit (unter einer Milliarde Jahre) auf der Oberfläche aktiv waren. Das Innere von Io, Europa und Ganymed besteht, wie auch das der Erde, aus verschiedenen Schichten. Io besteht aus einem Kern, einem Mantel aus zumindest teilweise geschmolzenem Gestein und einer äußeren Schicht aus festem Fels, die mit Schwefelverbindungen bedeckt ist. Sowohl Europa als auch Ganymed bestehen aus einem Kern, der von einer Gesteinsschicht umhüllt ist. Darüber liegen nacheinander eine dicke Schicht aus weichem Eis und eine dünne Kruste aus unreinem Wassereis. Auf Europa liegt vermutlich direkt unter der Eiskruste eine Wasserschicht, die den ganzen Planeten umspannt. Die Schichtstruktur von Callisto ist weniger deutlich ausgeprägt und besteht anscheinend hauptsächlich aus einer Mischung von Eis und Gestein. Drei der Monde beeinflussen sich gegenseitig auf interessante Weise. Zwischen Io, Ganymed und Europa besteht ein ständiges Tauziehen. Europa benötigt zweimal soviel Zeit für einen Umlauf um Jupiter wie Io, und Ganymed wiederum zweimal soviel Zeit wie Europa. Mit anderen Worten: In der Zeit, die Ganymed für einen Umlauf um Jupiter benötigt, vollendet Europa zwei und Io vier Umläufe. Alle Monde wenden auf ihrer Bahn um Jupiter dem Planeten stets dieselbe Seite zu, das heißt sie drehen sich einmal pro Umlauf um die eigene Achse. Bei ihrem Vorbeiflug übermittelten Pioneer 10 und 11 (1973-1974) und Voyager 1 und 2 (1979) beeindruckende Farbbilder und Gesamtaufnahmen vom Jupitersystem. Von 1995 bis 2003 umrundete die Galileo-Sonde den Jupiter mehrmals auf einer elliptischen Kreisbahn, die sie bis auf 261 Kilometer an die Oberfläche der Galileischen Monde heranführte. Die aus diesem geringen Abstand aufgenommenen Bilder zeigen ausgewählte Teile der Oberfläche in noch nie da gewesener Auflösung. Auf Nahaufnahmen von Galileo sind auf bestimmten Teilen der Oberfläche von Europa Stellen zu erkennen, an denen die Eisschicht aufgebrochen ist und die so entstandenen „Flöße“ auseinander gedriftet sind. Durch diese Risse könnte Flüssigkeit nach oben gestiegen sein und auf der Oberfläche eine glatte Eisschicht gebildet haben. Weil Europa nur wenige Krater aufweist, sind die Wissenschaftler der Ansicht, dass unter der Oberfläche noch in – nach geologischen Begriffen – jüngster Zeit ein Ozean existiert haben könnte, der vielleicht heute noch vorhanden ist. Die Wärme, die in diesem Abstand von der Sonne zum Schmelzen von Eis erforderlich ist, kommt vermutlich aus dem Inneren von Europa und wird im Wesentlichen von denselben Gezeitenkräften erzeugt, die auch für Ios Vulkane verantwortlich sind. Mond Io Europa Ganymed Callisto Io Europa Ganymed Callisto 1610 – Galileo Galilei und Simon Marius entdecken unabhängig voneinander vier Monde, die den Jupiter umkreisen. 1979 – Voyager 1 fotografiert einen Vulkanausbruch auf Io, der erste, der je außerhalb der Erde beobachtet wurde. 1979-2000 – Daten von Voyager und Galileo liefern Wissenschaftlern beweiskräftige Hinweise auf das Vorhandensein eines Ozeans unter der Eiskruste Europas; Daten von Galileo weisen darauf hin, dass auch auf Ganymed und Callisto Ozeane existieren könnten. 2003 – Am Ende ihrer Mission taucht die Raumsonde Galileo gezielt in die Atmosphäre des Jupiter ein. Im selben Jahr entdecken Wissenschaftler 23 neue Jupitermonde. ZU DEN ABBILDUNGEN 1: Ein zusammengesetztes „Porträt“ von Jupiters vier Galileischen Monde Io, Europa, Ganymed und Callisto (Jupiter ist nicht im selben Maßstab dargestellt). Mond Io Europa Ganymed Callisto Mond Io Europa Ganymed Callisto Abstand zum Jupiter 422.000 km 671.000 km 1.070.000 km 1.883.000 km Mittlerer Durchmesser 3.636 km 3.122 km 5.268 km 4.816 km Umlaufdauer (Erdtage) 1,769 3,551 7,155 16,689 3,528 3,013 1,942 1,834 WICHTIGE HISTORISCHE DATEN FAKTEN IN KÜRZE Mond Dichte (g/cm3) 2: Bei einem Vorbeiflug an Io machte Galileo diese Aufnahme von Tvashtar Catena, einem Gebiet mit riesigen aktiven Vulkanen. 3: Dieses Falschfarbenbild von Europa zeigt Blöcke, die aus der Eiskruste herausgebrochen und weitergedriftet sind. 4: Frische, helle Materie, die aus einem Einschlagkrater auf Ganymed ausgeworfen wurde. 5: Auf dieser Aufnahme hebt sich das von jüngeren Einschlägen an die Oberfläche von Callisto geförderte Eis von der dunkleren, rötlichen Färbung der älteren Oberfläche ab. WEITERE INFORMATIONEN solarsystem.nasa.gov/planets/profile.cfm?Object=Jupiter Erstellt von Susanne Pieth auf der Basis des „Solar System Lithograph Set“ der NASA unter Mitwirkung von Roland Wagner. Regional Planetary Image Facility, Institut für Planetenforschung, Deutsches Zentrum für Luft- und Raumfahrt e.V., Berlin-Adlershof, 2006.
