Jupiter
Jupiter ist der fünfte Planet des Sonnensystems und der erste und größte Gasplanet. Er enthält mehr als doppelt so viel Masse wie alle anderen Planeten zusammen!
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Jupiter mit GRF und Schatten Foto: © Rudolf Müller
Daten:
durchschnittliche Entfernung von der Sonne
778,3 Mio. km
maximale Entfernung von der Sonne
816,0 Mio. km
minimale Entfernung von der Sonne
740,6 Mio. km
Bahnexzentrizität
0,048
mittlere Umlaufgeschwindigkeit
13,1 km/s
Umlaufzeit
11,86 Jahre
Rotationsperiode (Jupitertag)
9h50m28s (Äquator); 9h55m29s (Pole)
Achsneigung
3,12°
Bahnneigung zur Ekliptik
1,30°
Durchmesser am Äquator
142.984 km (133.708 km polar)
Masse
317,8 Erdmassen
mittlere Dichte
1.326 kg/m³
Gravitation (Erde = 1)
2,36
Albedo
0,44
Durchschnittliche Oberflächentemperatur
-108°C (Wolkenoberfläche)
Beobachtungsmöglichkeit:
Jupiter kann, wie alle äußeren Planeten, am Besten während seiner Oppositionen beobachtet werden, die im Abstand von zirka 13 Monaten erfolgen. Er steht dann die ganze Nacht als sehr heller „Stern“ am Himmel und kann bereits mit kleinen Teleskopen gut aufgelöst angesehen werden. Bedingt durch seine riesige Masse und seiner großen Ausdehnung (etwa das 1.400-fachen Volumen der Erde) erreicht er einen scheinbaren Durchmesser von annähern 50“ und ist somit ein leichtes Objekt für kleine Teleskope und Feldstecher ab 10-facher Vergrößerung. Sehr interessant zu beobachten sind der „Tanz“ seiner 4 „Galiläischen Monde“ die den Planeten in kurzer Zeit (zwischen 1,769 und 16,689 Tagen) umkreisen. Sie verschwinden regelmäßig im Schatten des Planeten (Mondfinsternisse am Jupiter) und werfen andererseits auch ihren Schatten auf die Wolkenoberfläche der Gasplaneten (Sonnenfinsternis auf Jupiter).
Aber auch die Wolkenbänder und der Große Rote Fleck (GRF), die in der südlichen Hemisphäre zu finden sind, erweisen sich als interessante Beobachtungsobjekte und sind einen Blick wert. Der GRF wurde bereits 1664 vom englischen Astronomen Robert Hooke entdeckt und wurde seither ohne Unterbrechung beobachtet!.Atmosphäre:
Jupiter ist ein "Gasplanet". Er hat keine feste Oberfläche. Die Rotation erfolgt nicht wie bei einem festen Körper (erdähnlichem Planet) starr, sondern differenziell. Das bedeutet: Am Äquator dreht er sich in 9h50m28s, an den Polen in 9h55m41s um seine Achse. Man kann das mit einer Flüssigkeit in einem Eimer vergleichen, die man in Rotation versetzt. Tropft man nun etwas Tinte auf die Oberfläche kann man sehr schön erkennen, dass die äußeren Bereiche schneller rotieren als die inneren.
Wolkenstruktur Foto: NASA/JPL
Jupiters Zusammensetzung entspricht ungefähr der unserer Sonne. Die Hauptbestandteile seiner Atmosphäre sind Wasserstoff und Helium, die leichtesten Elemente im Universum. Das fand man erst relativ spät (im Jahr 1960 Wasserstoff und 1970 Helium) mittels spektroskopischer Untersuchungen heraus. Heute weiß man, dass die Jupiteratmosphäre (der Häufigkeit der Elemente nach) aus 86,2% Wasserstoff. 13,6% Helium und 0,2% Methan, Ammoniak, Wasserdampf und anderen Gasen besteht. Wenn man die Masse (das Gewicht) als Bezugspunkt nimmt, sehen die Gewichtsverhältnisse anders auf, da Helium doppelt soviel wiegt als Wasserstoff, nämlich: 75% Wasserstoff, 24% Helium und 1% andere Substanzen.
Kosmische Ereignisse
Manchmal kommt es vor, dass ein Himmelskörper von einem anderen getroffen wird. Das passierte im Sommer 1994 mit dem Kometen Shoemaker-Levy 9. Der kurzperiodische Komet, der als 9. Objekt von Carolyn und Eugene Shoemaker zusammen mit David H. Levy entdeckt wurde, kam wahrscheinlich schon währen der 1960-er Jahre dem Riesenplaneten zu nahe und wurde dabei in eine elliptische Umlaufbahn um Jupiter gezwungen.
Diese neue Bahn brachte den Kometen dann zu nahe an die Planetenoberfläche und er wurde durch die gigantischen Gravitationskräfte Jupiters in viele Stücke zerrissen. Diese Bruchstücke reihten sich wie auf einer Perlschnur mehrere Millionen Kilometer aneinander. Mit dem HST wurden 21 Objekte zwischen 50 m und 1000 m Durchmesser entdeckt.
Die Bahnberechnungen der Bruchstücke ergab, dass die Kometenstücke im Juli 1994 auf Jupiter einschlagen würden. Dies geschah dann auch. Zwischen dem 16. und 22 Juli verschlang der Gasplanet die Reste des Kometen Shoemaker-Levy, die mit einer Geschwindigkeit von 60 km/s auf dessen Oberfläche fielen. Die dabei erzeugte Energie war gigantisch und wirbelte die Atmosphäre Jupiters durcheinander. Das nutze man gleich aus, um mit spektroskopischen Messungen die Zusammensetzung der Jupiteratmosphäre zu erforschen. Es war der einzige jemals von Menschen beobachtete und dokumentierte Impakt.
Ringsystem
Seit der Pioneer-11-Missoin im Jahr 1974 vermutete man um Jupiter ein Ringsystem. Es ist äußerst schwach ausgeprägt und so konnte man es erst mit der Voyager 1-Sonde am 5. März 1979 nachweisen. Die Sonde befand sich im Schatten Jupiters und fotografierte die Ringe im Gegenlicht.
Foto: NASA/JPL
Den Ursprung der Ringe konnte erst die Galileo-Mission aufklären. Auf den kleinen Monden, die nur eine geringe Schwerkraft besitzen, schlagen immer wieder Meteoriten ein und schleudern feinen Staub in den Weltraum. Jupiter sammelt diesen Staub ein, zwingt ihn in eine Umlaufbahn senkrecht über dem Äquator. Dabei fällt der Staub auch in die Atmosphäre des Gasriesen. Der Nachschub wird durch das ständige Bombardement der kleinen Monde mit kleinen Meteoriten aufrechterhalten.
Monde
Daten der größten Jupitermonde
Jupiter wird von den bereits 1610 durch den italienischen Astronomen Galileo Galilei entdeckten und nach ihm benannten vier "Galiläischen Monden" Io, Europa, Ganymed und Callisto und einer Vielzahl von kleinen und kleinsten Himmelskörpern umkreist. Bis heute kennt man 63 Jupitermonde.
Jupiter mit seinen Monden Foto: © Rudolf Müller
Amalthea
Thebe
Metis
(III) Ganymed (VI) Kallisto (I) Io (II) Europa
Fotos: NASA/JPL
I. Io:
Der innerste der "Galiläischen Monde" wird durch die gewaltigen Gezeitenkräfte Jupiters und der anderen Monde "durchgewalkt" und dadurch im Inneren extrem aufgeheizt. Io ist der "bunteste" und vulkanisch aktivste Himmelskörper unseres Sonnensystems. Bereits im März 1979 fotografierte Voyager einen Vulkanausbruch auf Io. Die Bunten Farben werden durch verschiedene Schwefelverbindungen hervorgerufen.
Fotos: NASA/JPL
II. Europa:
Europa ist der zweite und kleinste der vier großen Monde des Planeten Jupiter und der sechstgrößte im Sonnensystem. Er ist der hellste aller Monde des Sonnensystems mit einer Albedo von 0,64. Die Temperatur seiner Oberfläche beträgt nur etwa –150 °C am Äquator und etwa –220 °C an den Polen.
Trotz dieser niedrigen Temperaturen vermutet man unter seiner Wassereiskruste einen bis zu 100 km tiefen Ozean aus flüssigem Wasser. Europa wird ebenfalls durch die herrschenden Gezeitenkräfte aufgewärmt.
Die außergewöhnlich ebene Oberfläche, die lediglich von flachen Furchen und von wenigen kleinen Einschlagkratern überzogen ist, deutet auf Europas geologische Aktivität hin. Schätzungen ergaben ein sehr junges Alter der Oberfläche von nur etwa 30 Millionen Jahren.Fotos: NASA/JPL Detailaufnahme
Detaillierte Aufnahmen zeigen, dass sich Teile der Eiskruste gegeneinander verschoben haben und zerbrochen sind, wobei ein Muster von Eisfeldern entstand, das sehr an die Eisfelder in den Polregionen der Erde erinnert.. Die Bewegung der Kruste wird ebenfalls durch Gezeitenkräfte hervorgerufen, die die Oberfläche um ca. 30 m heben und senken.
III. Ganymed:
Ganymed, die Nummer 3 der vier großen Monde Jupiter, ist der größte Mond im Sonnensystem, größer als der Planet Merkur aber nur halb so dicht (leichter). Seine Oberfläche wird in zwei unterschiedliche Regionen unterteilt. Die geologisch sehr alte, dunkle Region enthält eine große Zahl von Einschlagkratern. Auf der jungen, sehr hellen Region, findet man ausgeprägte Verwerfungen und Gräben. Hervorgerufen wird das durch zwei kontinentale Platten, die sich unabhängig voneinander bewegen (ähnlich wie unsere Kontinentalverschiebung auf der Erde). An den Berührungslinien entstanden dadurch Verwerfungen und Gebirgszüge. Die Plattentektonik ist mittlerweile zum Erliegen gekommen.
Fotos: NASA/JPL
Ganymeds Albedo beträgt 0,43. Im Vergleich zu den Monden Io und Europa ist seine Oberfläche relativ dunkel. Die Oberflächentemperatur beträgt im Durchschnitt ca. -160 °C.
IV. Kallisto:
Kallisto, der drittgrößte Mond des Sonnensystems, ist der zweitgrößte und äußerste der vier großen Monde des Planeten Jupiter. Mit 4821 km erreicht er fast exakt die Größe Merkurs (4878 km), ist aber mit einer Dichte von etwa 1,83 g/cm3 wesentlich leichter als er.
Fotos: NASA/JPL
Kallistos Alter wird auf ca. 4 Milliarden Jahre geschätzt. Der Mond weist die größte Kraterdichte im Sonnensystem auf. Das deutet wiederum darauf hin, dass Kallisto schon sehr lange nicht mehr geologisch aktiv ist. Die Oberfläche setzt sich hauptsächlich aus Wassereis mit einigen Verunreinigungen zusammen.
Der Mond weist nur eine Albedo von 0,2 auf, ist also sehr dunkel. Die Oberflächentemperatur beträgt im Durchschnitt –139 Grad Celsius.Daten der Monde:
Nr.
Abstand in km
Durchmesser (in km)
Masse (in kg)
entdeckt (Jahr)
1
Io
421.800
3.643
8,9^22
1610
2
Europa
671.100
3.122
4,8^22
1610
3
Ganymed
1.070.400
5.262
1,5^23
1610
4
Kallisto
1.882.700
4.821
1,1^23
1610
5
Amathea
181.400
168
2,1^18
1892
6
Himalia
11.461.000
160
6,7^18
1904
7
Elara
11.741.000
78
8,7^17
1905
8
Pasiphae
23.624.000
56
3,0^17
1908
9
Sinope
23.939.000
38
7,6^16
1914
10
Lysithea
11.717.000
38
6,3^16
1938
11
Carme
23.404.000
46
1,3^17
1938
12
Ananke
21.276.000
28
3,0^16
1951
13
Leda
11.165.000
18
1,1^16
1973
14
Thebe
221.900
98
7,6^17
1980
15
Adrastea
128.900
16
1,9^16
1979
16
Metis
128.100
44
9,6^16
1980
17
Callirrhoe
24.102.000
9
8,7^14
2000
18
Themisto
7.505.000
9
6,9^14
1975/2000
19
Megaclite
23.806.000
6
2,1^14
2001
20
Taygete
23.360.000
5
1,6^14
2001
21
Chaldene
23.179.000
4
7,5^13
2001
22
Harpalyke
21.105.000
4
1,2^14
2001
23
Kalyke
23.583.000
5
1,9^14
2001
24
Iocaste
21.269.000
5
1,9^14
2001
25
Erinome
23.279.000
3
4,5^13
2003
26
Isonoe
23.217.000
4
7,5^13
2001
27
Praxidike
21.147.000
7
4,3^14
2003
28
Autonoe
23.039.000
4
9,0^13
2002
29
Thyone
20.940.000
4
9,0^13
2002
30
Hermippe
21.131.000
4
9,0^13
2002
31
Aitne
23.231.000
3
4,5^13
2002
32
Eurydome
22.835.000
3
4,5^13
2002
33
Euanthe
20.799.000
6
4,5^13
2002
34
Euporie
19.302.000
2
1,5^13
2002
35
Orthosie
20.721.000
2
1,5^13
2002
36
Sponde
23.487.000
2
1,5^13
2002
37
Kale
23.217.000
2
1,5^13
2002
38
Pasithee
23.096.000
2
1,5^13
2002
39
Hegemone
23.947.000
3
4,5^13
2003
40
Mneme
21.069.000
2
1,5^13
2003
41
Aoede
23.981.000
4
90,^13
2003
42
Thelxinoe
21.162.000
2
1,5^13
2004
43
Arche
22.931.000
3
4,5^13
2002
44
Kallichore
24.043.000
2
1,5^13
2003
45
Helike
21.263.000
4
9,0^13
2003
46
Carpo
16.989.000
3
4,5^13
2003
47
Eukelade
23.661.000
4
9,0^13
2003
48
Cyllene
24.349.000
2
1,5^13
2003
49
Kore
24.543.000
2
1,5^13
2003
50
S/2000 J 11
12.571.000
4
9,0^13
2000
51
S/2003 J 2
28.570.000
2
1,5^13
2003
52
S/2003 J 3
19.622.000
2
1,5^13
2003
53
S/2003 J 4
23.571.000
2
1,5^13
2003
54
S/2003 J 5
23.974.000
4
9,0^13
2003
55
S/2003 J 9
23.858.000
1
1,5^12
2003
56
S/2003 J 10
22.731.000
2
1,5^13
2003
57
S/2003 J 12
17.740.000
1
1,5^12
2003
58
S/2003 J 15
22.721.000
2
1,5^13
2003
59
S/2003 J 16
20.744.000
2
1,5^13
2003
60
S/2003 J 17
22.134.000
2
1,5^13
2003
61
S/2003 J 18
19.813.000
2
1,5^13
2003
62
S/2003 J 19
22.709.000
2
1,5^13
2003
63
S/2003 J 23
22.740.000
2
1,5^13
2003