Sonnensystem - Jupiter

Bildquelle: NASA

Grunddaten

Allgemeines

Jupiter ist der größte Planet des Sonnensystems. Sein Durchmesser ist 10 mal kleiner als der der Sonne und seine Masse ungefähr 1.000 mal kleiner, weshalb die mittlere Dichte des Jupiters in etwa der der Sonne entspricht. Würde man die Masse aller Planeten unseres Sonnensystems zusammennehmen so wäre Jupiter trotzdem noch doppelt so schwer.

Von der Erde aus betrachtet ist Jupiter (wenn er in Opposition steht) der zweithellste Planet nach Venus. Mit dem Fernrohr kann man eine ziemlich starke Abplattung und mehrere horizontal angeordnete, abwechselnd dunkle und helle Bänder beobachten. Diese Erscheinungen sind auf die kurze Rotationszeit des Planeten (9 Stunden 50 Minuten) zurückzuführen. Da die Rotationsgeschwindigkeit am Äquator höher ist (12,6 Kilometer pro Sekunde) als an den anderen Breiten, nimmt man an, dass es sich bei Jupiter um keinen festen Körper handelt.

In der Hochatmosphäre, also jenem Teil des Jupiters, der der direkten Beobachtung zugänglich ist, kann man Gebilde erkennen, die ihr Aussehen und ihre Lage ständig verändern und im Laufe weniger Tage oder einiger Stunden wieder verschwinden.

Eine Ausnahme bildet der Große Rote Fleck, eine riesige Formation, die bereits seit mindestens drei Jahrhunderten auf der Südhalbkugel des Planeten vorhanden ist.

Aufbau

Jupiter besitzt ein riesiges Magnetfeld, welches um einiges stärker ist, als das der Erde. Ähnlich wie bei der Erde, ist das Magnetfeld, aufgrund des Sonnenwindes, in Richtung Sonne gestaucht und in die andere Richtung stark in den Raum ausgedehnt. Die Ausdehnung der Magnetosphäre beträgt 650 Millionen Kilometer, d.h. sie erstreckt sich noch hinter die Umlaufbahn des Saturn.

Jupiters Monde liegen innerhalb des Magnetfeldes, was z.B. die Vorgänge auf Io erklären könnte.

In der Umgebung des Gasplaneten befinden sich energiereiche Partikel, die in dem Magnetfeld gefangen sind. In diesem Bereich herrscht eine intensivere Strahlung, als im Van-Allen-Gürtel der Erde. Für den ungeschützten Menschen ist eine solche Strahlungsbelastung tödlich.

Ein weiterer Strahlungsgürtel wurde zwischen den Ringen und den obersten Atmosphärenschichten entdeckt. Er ist 10 mal stärker als der Van-Allen-Gürtel und in ihm sind Heliumionen mit Energie unbekannter Herkunft enthalten.

Ringe

Jupiters Ringe sind kleiner und dunkler (Albedo ca. 0,05) als die des Saturn. Es handelt sich wahrscheinlich um kleine Felsbrocken, nicht aber um Eis wie bei den Saturnringen.

Man vermutet, dass die Partikel in den Ringen, aufgrund der atmosphärischen und magnetischen Widerstände, nur kurze Zeit dort verweilen. Jedoch werden die Ringe durch regelmäßige Meteoriteneinschläge auf den 4 inneren Monden, die wegen Jupiters großem Gravitationsfeld sehr energetisch sind, gespeist (Beiweis durch Sonde Galileo).

Der innere Halo-Ring wird durch Wechselwirkungen mit Jupiters Magnetfeld erweitert.

Roter Fleck

Der Große Rote Fleck wurde 1664 von Robert Hooke entdeckt. Es handelt sich hierbei um eine riesige Formation, die bereits seit mindestens drei Jahrhunderten auf der Südhalbkugel des Planeten vorhanden ist. Die Form ist oval mit 25.000 — 12.000 Quadratkilometern, wobei seine größte bisher gemessene Ausdehnung ca. 39.000 — 14.000 Quadratkilometer betrug.

Ähnliche kleinere Flecken sind auf Jupiter bereits seit Jahrzehnten bekannt.

Infrarotbeobachtungen und die Richtung der Rotation zeigen an, dass der Große Rote Fleck ein Hochdruckgebiet ist, dessen Wolkenobergrenze deutlich höher und kühler ist als die Umgebung.

Es ist bisher unbekannt, wie sich solche Strukturen, die auch auf Saturn und Neptun entdeckt wurden, so lange erhalten können.

Satelliten/Monde

Jupiter besitzt einen Ring, und bis heute sind 79 Satelliten bekannt. Die größten Satelliten sind Amalthea, Io, Europa, Ganymed und Kallisto. Amalthea ist ein kleiner, länglicher (250 km — 140 km) Felsblock. Die anderen vier, die Galileischen Monde, die auch die Medici-Satelliten genannt werden, wurden 1610 von Galileo Galilei und Marius entdeckt. Sie waren die ersten Himmelsobjekte, bei denen man eine Bewegung beobachtete, deren scheinbarer Mittelpunkt nicht die Erde sein konnte. Damit dienten sie als Beweis für die heliozentrische Planetenbewegung des Kopernikus.

Sie (und auch Amalthea) kehren dem Planeten immer dieselbe Seite zu. Sie unterscheiden sich aber in ihrer Form und in ihren Merkmalen. Auf Io befinden sich zum Beispiel zahlreiche aktive Vulkane. Europa ist hingegen fast vollständig mit Eis bedeckt.

Ähnlich wie der Mond auf die Erde einwirkt, wirken auch die Galileischen Monde auf Jupiter ein, was zur Folge hat, dass Jupiter aufgrund der Flutkräfte allmählich verlangsamt. Dieselben Flutkräfte verändern auch die Umlaufbahnen der Monde, die sich langsam von Jupiter entfernen.

Io, Europa und Ganymed sind von Flutkräften in einer orbitalen 1:2:4 Resonanz gefangen, und ihre Umlaufbahnen nähern sich gegenseitig an. Kallisto ist beinahe Teil davon. In wenigen hundert Millionen Jahren wird auch Kallisto darin gefangen sein und mit exakt doppelter Umlaufzeit zu Ganymed Jupiter umkreisen und mit achtfacher Zeit zu Io.

Daten