Planetenweg der Linzer Astronomischen Gemeinschaft

Jupiter

Foto: NASA
Jupiter

Der Jupiter im Größenvergleich zur Erde.

(Fotos: NASA)

Jupiter ist der größte Planet unseres Sonnensystems. Auf Grund seiner Beschaffenheit zählt er – wie alle Planeten außerhalb des Asteroidengürtels – zu den Gasplaneten. Seine oberen Schichten bestehen aus 89% Wasserstoff, 10% Helium sowie Spuren von Methan und Ammoniak. Jupiter dreht sich trotz seiner Größe in nur knapp 10 Stunden um seine eigene Achse und hat damit die kürzeste Rotationszeit von allen Planeten im Sonnensystem.

Wegen seiner riesigen Masse steigen Druck und Temperatur mit zunehmender Entfernung von der Oberfläche gewaltig an. Während an der Wolkenoberfläche eine Temperatur von etwa -100 °C herrscht, steigt die Temperatur in etwa 75% Tiefe des Jupiterradius auf etwa 20.000 °C, der Druck erreicht dort 300 Mio. Erdatmosphären. Die Übergänge der Aggregatzustände (gasförmig – flüssig – fest) sind unter diesen Bedingungen nicht abgrenzbar. Im Zentrum besitzt Jupiter einen Eisen-Silikat-Kern, dessen Masse auf 20 Erdmassen geschätzt wird.

Jupiter strahlt um etwa 60% mehr Energie ab, als er von der Sonne erhält. Diese zusätzliche Energie stammt zu einem Teil von der anhaltenden Abkühlung des Eisen-Silikat-Kerns, zu einem anderen Teil wird die Energie durch ein langsames Schrumpfen des Gasplaneten freigesetzt.

Das Erscheinungsbild Jupiters ist durch die charakteristischen Wolkenbänder in der Atmosphäre des Planeten geprägt. Der große rote Fleck, ein riesiger Wirbelsturm mit etwa 2-fachem Erddurchmesser, ist das besondere Merkmal Jupiters.

JupiterAbsolutRelativPlanetenweg
Sonnenabstand779 Mio.km5,2 x Erde390 m
Durchmesser142.984 km11,2 x Erde71 mm
Masse1,9x1027 kg318 x Erde237 g
Schwerebeschl.24,8 m/s²2,5 x Erde
Rotationszeit9h 55m0,41 x Erde
Umlaufzeit11,9 Jahre11,9 x Erde
Bahngeschw.13 km/s0,44 x Erde
Lichtlaufzeit43m 14s

Monde und Ringe

Jupiter wird von insgesamt 67 Monden umkreist. Bei vielen dieser Monde handelt es sich allerdings nur um Felsbrocken mit wenigen Kilometern Durchmesser, die der Planet mit seiner enormen Schwerkraft aus dem benachbarten Asteroidengürtel eingefangen hat.

Von herausragender Bedeutung sind jedoch die vier Galileischen Jupitermonde Io, Europa, Ganymed und Kallisto. Der kleinste dieser vier Monde, Europa, ist mit einem Durchmesser von 3.121 km etwas kleiner als der Erdmond. Ganymed, der größte Mond im Sonnensystem überhaupt, übertrifft mit seinem Durchmesser von 5.268 km sogar den Planeten Merkur. Europa und Ganymed bestehen aus einem Kern aus Gestein und Metall und einer Kruste aus Eis, dazwischen liegt eine Schicht aus flüssigem Wasser. Kallisto besteht aus einer Mischung aus Eis und Gestein. Im Gegensatz zu diesen drei Monden findet sich auf Io kein Wasser: Seine Oberfläche ist durch den intensiven Vulkanismus geprägt. Die Vulkane auf Io stoßen flüssigen Schwefel und Schwefeldioxid bis in eine Höhe von mehreren hundert Kilometern aus. Die Energie, die den Vulkanismus auf Io antreibt, wird dem Mond durch die Gezeitenkräfte zugeführt, die im Schwerefeld der Riesenplaneten Jupiter auf Io wirken.

Jupiter ist auch von Ringen umgeben, deren Radius bis zu 220.000 km beträgt. Die Ringe bestehen aus feinen Staubteilchen, die vermutlich freigesetzt werden, wenn kleinere Jupitermonde von Meteoriten getroffen werden.

Jupitermonde

Die vier Galileischen Jupitermonde Io, Europa, Ganymed und Kallisto im Größenvergleich zur Erde.

(Fotos: NASA/JPL/DLR)

Erforschung

Galileo Galilei beobachtete den Planeten 1610 erstmals mit einem Teleskop. Dabei entdeckte er die vier nach ihm benannten Galileischen Jupitermonde und damit auch die ersten Himmelskörper überhaupt, die sich augenscheinlich nicht um die Erde drehten. Der "Große Rote Fleck" wurde erstmals 1664 vom englischen Naturforscher Robert Hooke beschrieben. Ein Jahr später konnte der italienische Astronomen Giovanni Cassini durch die Beobachtung des Großen Roten Flecks die Rotationszeit des Jupiters bestimmen. Dem dänischen Astronomen Ole Römer gelang 1676 an der Pariser Sternwarte durch die Beobachtung von Finsternissen der Jupitermonde erstmals die Messung der Lichtgeschwindigkeit.

Die ersten Raumsonden, die den Jupiter passierten, waren in den Jahren 1973 und 1974 die beiden NASA-Sonden Pioneer 10 und 11. Im Jahr 1979 folgten die beiden Voyager-Sonden, die auf dem Jupitermond Io erstmals vulkanische Aktivitäten abseits der Erde nachweisen konnten und auch die Ringe des Jupiters entdeckten. Eine weitere US-Raumsonde, Galileo, schwenkte 1995 in eine Umlaufbahn um den Planeten ein und erforschte den Planeten und seine Monde bis ins Jahr 2003. Im Rahmen der Galileo-Mission wurde auch eine Forschungskapsel an einem Fallschirm in die Atmosphäre des Jupiters abgesenkt.

Im Jahr 1994 konnte mit dem Einschlag des Kometen Shoemaker-Levy 9 auf Jupiter erstmals die Kollision zweier Himmelskörper vorhergesagt und anschließend auch beobachtet werden. Mitglieder der Linzer Astronomischen Gemeinschaft haben durch präzise Positionsbestimmungen des Kometen Shoemaker-Levy 9 maßgeblich zur Vorhersage dieser Kolission beigetragen.

Die im Jahr 2011 gestartete NASA-Sonde Juno wird im Jahr 2016 in eine Umlaufbahn um den Riesenplaneten einschwenken. Sie soll die Atmosphäre und den inneren Aufbau Jupiters erforschen. Die europäischen Raumfahrtagentur ESA arbeitet an dem Jupiter Icy Moon Explorer, der 2022 starten und das Jupiter-System im Jahr 2030 erreichen soll. Diese Mission soll sich auf die Erforschung der Jupitermonde Europa, Ganymed und Kallisto konzentrieren.

Beobachtung

Jupiter kann mit bloßem Auge als auffallend heller "Stern" am Nachthimmel gesehen werden. Die vier Galileischen Jupitermonde sind bereits mit einem Fernglas erkennbar und selbst ein kleines Fernrohr zeigt die charakteristischen Wolkenbänder in der Atmosphäre des Planeten. Leistungsfähigere Teleskope offenbaren eine Vielfalt von Details in der turbulenten Atmosphäre des Gasriesen.

Jupiter

Der Jupiter, aufgenommen mit dem Teleskop der Kepler-Sternwarte Linz.

(Foto: Erwin Günther / LAG)