Jupiter - Institut für Planetenforschung

Jupiter
Jupiter
Als massereichster Planet in unserem Sonnensystem bildet der Jupiter
mit seinen vier großen und zahlreichen kleineren Monden eine Art Sonnensystem im Kleinen. Von seiner Zusammensetzung her ähnelt der
Jupiter einem Stern, und mit einer um etwa das 80fache größeren Masse wäre aus ihm auch kein Planet, sondern ein Stern geworden.
Am 7. Januar 1610 sah der Astronom Galileo Galilei durch sein primitives Teleskop vier kleine „Sterne“ in der Nähe des Jupiter. Er hatte die
vier größten Jupitermonde entdeckt, die heute die Namen Io, Europa,
Ganymed und Callisto tragen und kollektiv als „Galileische Monde“ bezeichnet werden.
Galilei würde staunen über das, was wir in den letzten 30 Jahren über
den Jupiter und seine Monde in Erfahrung bringen konnten. Io ist der
vulkanisch aktivste Körper in unserem Sonnensystem. Ganymed ist der
größte aller Monde und der einzige im Sonnensystem, von dem wir
wissen, dass er über ein eigenes Magnetfeld verfügt. Unter der gefrorenen Kruste Europas liegt möglicherweise ein flüssiger Ozean, und
auch Callisto und Ganymed verbergen vielleicht ähnliche Ozeane tief
unter ihrer Oberfläche. In einem einzigen Jahr, nämlich 2003, entdeckten die Astronomen 23 neue Monde, die den Riesenplaneten umlaufen. Damit verfügt der Jupiter über insgesamt 63 Monde, mehr als jeder
andere Planet im Sonnensystem. Bei den zahlreichen äußeren Kleinmonden handelt es sich möglicherweise um Asteroiden, die durch die
Schwerkraft des Riesenplaneten eingefangen wurden.
Der Jupiter erscheint wie ein Wandteppich aus farbigen atmosphärischen Gebilden. Die für uns sichtbaren Wolken bestehen zumeist aus
Ammoniak. Wasser existiert in größerer Tiefe; es wird gelegentlich
durch Wolkenlücken sichtbar. Die „Streifen“ des Planeten bestehen aus
dunklen Bändern und hellen Zonen, die durch starke Winde verursacht
werden, die von Ost nach West durch die obere Atmosphäre des Jupiter wehen. Innerhalb dieser Bänder und Zonen bewegen sich Stürme,
die schon seit Jahren toben. Der Große Rote Fleck, ein riesiges Sturmsystem, das sich um sich selbst dreht, wird schon seit mehr als 300 Jahren beobachtet.
Die Atmosphäre des Jupiter ist ähnlich zusammengesetzt wie die der
Sonne; sie besteht hauptsächlich aus Wasserstoff und Helium. In größeren Tiefen steigen Druck und Temperatur so weit an, dass das Wasserstoffgas zu einer Flüssigkeit komprimiert wird. Etwa nach einem
Drittel auf dem Weg nach unten wird der Wasserstoff metallisch und
elektrisch leitfähig. In dieser metallischen Schicht bildet sich das Magnetfeld des Jupiter aus elektrischen Strömen, die durch die schnelle
Umdrehung des Planeten erzeugt werden. In der Mitte des Jupiter
kann sich aufgrund des riesigen Drucks möglicherweise ein fester Kern
aus Eis und Gestein halten, der etwa so groß ist wie die Erde.
Das enorme Magnetfeld des Jupiter ist fast 20.000-mal so stark wie
das der Erde. Innerhalb der Magnetosphäre des Jupiter (der Zone, die
von magnetischen Feldlinien umschlossen ist, die von Pol zu Pol verlau-
fen) sind Schwärme elektrisch geladener Partikel gefangen. Jupiters
Ringe und Monde sind in einen Gürtel intensiver Strahlung aus Elektronen und Ionen eingebettet, die er in seinem Magnetfeld festhält. Die
Magnetosphäre des Jupiter, die aus diesen Feldern und Partikeln besteht, bläht sich ein bis drei Millionen Kilometer weit in Richtung der
Sonne auf und verjüngt sich auf der anderen Seite wie ein Windsack,
der mehr als eine Milliarde Kilometer weit bis zur Umlaufbahn des Saturn reicht.
Es war eine Überraschung, als die NASA-Raumsonde Voyager 1 1979
die Ringe des Jupiter entdeckte: Der abgeflachte Hauptring und der
wolkenähnliche innere Ring, Halo genannt, bestehen beide aus kleinen,
dunklen Partikeln. Ein dritter Ring, der wegen seiner Durchsichtigkeit als
„Gossamer-Ring“ bezeichnet wird, besteht eigentlich aus drei Ringen
mikroskopisch kleiner Trümmer, die von drei kleinen Monden stammen: Amalthea, Thebe und Adrastea. Das Ringsystem des Jupiter hat
sich vermutlich aus Staub gebildet, der von Einschlägen interplanetarer
Meteoroiden auf die vier kleinen inneren Monde des Riesenplaneten
empor geschleudert wurde. Der Hauptring stammt wahrscheinlich vom
Mond Metis. Die Ringe des Jupiter sind nur im Gegenlicht der Sonne
sichtbar.
Im Dezember 1995 setzte das Raumfahrzeug Galileo der NASA eine
Sonde ab, die in die Atmosphäre des Jupiter eindrang und von dort die
ersten direkten Messungen übermittelte. Danach begann Galileo mit
einer mehrjährigen Untersuchung des Planeten Jupiter und seiner größten Monde. Als Galileo mit seinem 29. Umlauf begann, näherte sich die
Sonde Cassini-Huygens dem Jupiter, um seine Anziehungskraft für ihren Weiterflug zum Saturn zu nutzen. Dabei führten die beiden Raumfahrzeuge gleichzeitig Beobachtungen der Magnetosphäre, des Sonnenwindes, der Ringe und der Aurora-Erscheinungen auf Jupiter durch.
-148° C
Bekannte Monde*
Ringe
63
1 (3 Hauptkomponenten)
* Stand: Juli 2006
WICHTIGE HISTORISCHE DATEN
1610 – Galileo Galilei macht mit seinem Teleskop die ersten detaillierten Beobachtungen des Jupiter.
1973 – Pioneer 10 kreuzt als erste Raumsonde den Asteroidengürtel
und fliegt am Jupiter vorbei.
1979 – Voyager 1 und 2 entdecken das schwache Ringsystem des Jupiter, einige neue Monde und die vulkanische Aktivität auf der Oberfläche von Io.
1994 – Astronomen beobachten den Aufprall von Bruchstücken des
Kometen Shoemaker-Levy 9 auf Jupiter.
1995-2003 – Die Raumsonde Galileo führt langfristige Beobachtungen
des Jupiter sowie seiner Monde und Ringe durch.
ZU DEN ABBILDUNGEN
1: Detailliertes Echtfarbenbild des Jupiter, aufgenommen von der
Raumsonde Cassini. Der
Galileische Mond Europa
wirft seinen Schatten auf
den Planeten.
2: Ein von Voyager 1 aufgenommenes Bild des
FAKTEN IN KÜRZE
Namensgeber
Der oberste der römischen Götter
Großen Roten Flecks auf Jupiter.
778,41 Mio. km
3: Aurora auf dem Jupiter, Anzeichen einer Wechselwirkung zwischen
dem Magnetfeld des Jupiter und der Energie der Sonne.
11,8565 Erdjahre (4.330,6 Erdtage)
4: Ringsystem des Jupiter, schematische Darstellung der Komponenten.
Mittlerer Sonnenabstand
Umlaufdauer
Effektive Temperatur
Exzentrizität der Umlaufbahn (kreisförmig = 0)
Neigung der Umlaufbahn gegen die Ekliptik
Neigung des Äquators gegen die Umlaufbahn
Rotationsdauer
0,04839
1,305°
3,12°
WEITERE INFORMATIONEN
solarsystem.nasa.gov/planets/profile.cfm?Object=Jupiter
9,92 Std.
Äquatordurchmesser
142.984 km
Masse relativ zur Erde
317,82
Dichte
1,33 g/cm3
Schwerkraft
20,87 m/s2
Hauptbestandteile der Atmosphäre
Wasserstoff, Helium
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.