Jupiter - Urspringschule
Werbung
Jupiter - Größter Planet des Sonnensystems - bei einem Äquatordurchmesser von 143000 km könnte man die Erde 12x vor der Planetenscheibe von Jupiter auffädeln (zum Vergleich: die Erde hat 12756 km Äquatordurchmesser). - Schwerer als alle anderen sieben Planeten zusammengenommen - 67 bekannte Monde, wichtig sind die vier größten davon, die Galileischen Monde - besitzt ein unauffälliges Ringsystem Jupiter - Erkennungszeichen ist der Große Rote Fleck, ein Wirbelsturm in den oberen Schichten der Atmosphäre - Wegen seiner geringen Bahnneigung (1,3°) bewegt sich Jupiter immer nahe der Ekliptik. Die fast genau 12-jährige Umlaufzeit bedeutet, dass er sich jedes Jahr im Tierkreis um 1 Sternbild weiterbewegt und seine beste Sichtbarkeit (Opposition) jährlich um 1 Monat später eintritt. - innerster Vertreter des Gasplaneten Aufbau 75% der Masse ist Wasserstoff, 24% Helium, andere Elemente 1%. Unterhalb etwa 78 % des Jupiterradius geht der Wasserstoff bei einem Druck jenseits von 300 Millionen Erdatmosphären in eine elektrisch leitfähige Phase über, die wegen dieser Leitfähigkeit metallisch genannt wird. Es wird vermutet, dass Jupiter unterhalb etwa eines Viertels seines Radius einen Gestein-Eis-Kern von ca. 20 Erdmassen hat, der aus schweren Elementen besteht. Aufbau Jupiter ist im Sonnensystem der Planet, der sich am schnellsten um seine Achse dreht. Seine Rotationsperiode beträgt knapp zehn Stunden, was aufgrund der Fliehkräfte zu einer Abflachung des Jupiters an den Polen führt, siehe Falschfarbenbild links. Außerdem rotiert Jupiter als Gasplanet nicht wie ein starrer Körper, sondern seine (visuell beobachtbare) Oberfläche befindet sich in differentieller Rotation: die Äquatorregionen benötigen 5 Minuten weniger als die Polregionen. Bedeutung für das Leben auf der Erde Zwischen dem 16. Juli und dem 22. Juli 1994 schlugen die Bruchstücke des Kometen Shoemaker-Levy 9 in Jupiters südlicher Hemisphäre mit einer Geschwindigkeit von 60 km/s ein und setzten dabei die Energie von 50 Millionen Hiroshima-Bomben / 650 Gigatonnen TNT frei. Dies war das erste Mal, dass die Kollision zweier Körper des Sonnensystems und die Auswirkungen eines solchen Impakts direkt beobachtet werden konnten. Obwohl die Einschlagstelle aus Sicht der Erde knapp hinter dem „Rand“ Jupiters lag und somit nicht direkt einsehbar war, konnten die Astronomen sogenannte „Plumes“ (heiße Gasblasen, ähnlich einem Atompilz) über den Rand Jupiters aufsteigen sehen. Aufgrund der raschen Rotation von Jupiter wurden die Einschlagstellen nur wenige Minuten nach den Impakten von der Erde aus sichtbar. Es zeigte sich, dass sie dunkle Flecken mit Durchmessern bis zu 12.000 km in der Atmosphäre Jupiters hinterlassen hatten, die über Monate hinweg sichtbar blieben. Bedeutung für das Leben auf der Erde Jupiter stabilisiert durch seine Schwerkraft den Asteroidengürtel. Ohne ihn würde schätzungsweise alle 100000 Jahre ein Asteroid eine globale Katastrophe verursachen, was eine kontinuierliche Entwicklung des Lebens wahrscheinlich unmöglich gemacht hätte. Der Fall des Kometen Shoemaker-Levy zeigt auch, dass Jupiter ein effektiver kosmischer „Staubsauger“ ist, der uns vor heranrasenden Objekten schützt. Bild oben: die Einschlagstellen nach einigen Wochen, Bild unten: die Einschlagstellen unmittelbar nach dem Impakt Energiebilanz und Magnetfeld Jupiter strahlt 335 Milliarden MW mehr an Wärme ab als die 501 Milliarden MW, die er von der Sonne erhält. Beiträge zur Energiebilanz sind eine langsame Abkühlung des festen Kerns um 1 K pro Jahrmillion und gravitative Bindungsenergie durch Kontraktion der Hülle um etwa 3 cm pro Jahr. Energiebilanz und Magnetfeld Jupiter strahlt 335 Milliarden MW mehr an Wärme ab als die 501 Milliarden MW, die er von der Sonne erhält. Beiträge zur Energiebilanz sind eine langsame Abkühlung des festen Kerns um 1 K pro Jahrmillion und gravitative Bindungsenergie durch Kontraktion der Hülle um etwa 3 cm pro Jahr. Sein Magnetfeld ist 20x stärker als das der Erde. Wenn man es von der Erde sehen könnte, würde es 5 Vollmondflächen umfassen. Nach außen ragt es durch den Sonnenwind 700 Mio km ins All hinein. Grüner Torus: Io, blauer Torus: Europa. ENA: hochenergetische Elektrisch Neutrale Atome Die Galileischen Monde Jupiter besitzt 67 bekannte Monde (Stand: 26. November 2012). Sie können in mehrere Gruppen unterteilt werden: Die Galileischen Monde Io, Europa, Ganymed und Kallisto mit Durchmessern zwischen 3122 und 5262 km (Erddurchmesser 12.740 km) wurden 1610 entdeckt. Alle anderen Monde, mit Ausnahme der 1892 entdeckten Amalthea, wurden erst im 20. oder 21. Jahrhundert gefunden. Die Galileischen Monde sind die größten Jupitermonde und haben planetennahe, nur wenig geneigte Bahnen. Bahnresonanzen der drei inneren Monde Io ist der innerste der vier großen Monde des Planeten Jupiter und mit einem Durchmesser von 3643 km der drittgrößte Mond Jupiters und der viertgrößte Mond des Sonnensystems. Seine Besonderheit ist ein extremer Vulkanismus, der von keinem anderen Himmelskörper im Sonnensystem überboten wird. In der 2:30-Uhr-Position und bei 10:30 Uhr sieht man Auswürfe von Schwefelvulkanen. Mond Io Io ist der innerste der vier großen Monde des Planeten Jupiter und mit einem Durchmesser von 3643 km der drittgrößte Mond Jupiters und der viertgrößte Mond des Sonnensystems. Seine Besonderheit ist ein extremer Vulkanismus, der von keinem anderen Himmelskörper im Sonnensystem überboten wird. Io bewegt sich auf ihrer Bahn durch das starke Magnetfeld des Jupiters, wodurch elektrische Ströme induziert werden. Dabei werden rund 1000 Gigawatt mit einem Spannungspotential von 400.000 Volt erzeugt. Unter diesen Bedingungen werden Atome in der oberen Atmosphäre ionisiert und in den Weltraum geschleudert. Io erleidet durch diesen Partikelstrom einen Masseverlust von mehreren Tonnen pro Sekunde. Astronauten würden hier gefährlich leben. Mond Io Europa ist mit einem Durchmesser von 3121 km der zweitinnerste und kleinste der vier großen Monde des Planeten Jupiter und der sechstgrößte im Sonnensystem. Europa ist ein Eismond. Obwohl die Temperatur auf der Oberfläche von Europa maximal −150 °C erreicht, lassen Messungen des äußeren Gravitationsfeldes und der Nachweis eines induzierten Magnetfeldes in der Umgebung Europas mit Hilfe der Galileo-Sonde darauf schließen, dass sich unter der mehrere Kilometer mächtigen Wassereishülle ein etwa 100 km tiefer Ozean aus flüssigem Wasser befindet. Mond Europa Aufbau Flüssiger Eisenkern Silikatkruste Wasserozean Eispanzer Mond Ganymed Ganymed ist ein Eismond. Er ist der dritte und mit einem Durchmesser von 5262 km der größte der vier großen Monde des Planeten Jupiter. Er ist der größte Mond des Sonnensystems und größer als der Planet Merkur. Kallisto (vom altgriechischen Namen Kálliste „die Schönste“, eine Geliebte des Zeus) ist ein Eismond. Mit einem Durchmesser von 4821 km ist sie der zweitgrößte und äußerste der vier großen Monde des Jupiter und der drittgrößte Mond des Sonnensystems. Im Verhältnis zur Umlaufzeit des nächstinneren Ganymed bewegt sich Kallisto in einer 3:7Bahnresonanz, im Unterschied zu den 1:2Resonanzen der jeweils benachbarten drei inneren großen Monde. Kallisto rotiert in 16 Tagen 16 Stunden und 32,2 Minuten um die eigene Achse und weist damit, wie der Erdmond und die übrigen inneren Jupitermonde, eine gebundene Rotation auf. Mond Kallisto
