Jupitermonde - Institut für Planetenforschung

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.