Das Sonnensystem in Zahlen: Jupiter

Bild: medienwerkstatt

Unser Sonnensystem ist unser Zuhause. Wir bewohnen den dritten Planeten von der Sonne aus gesehen – die Erde – und über die wissen wir so einigermaßen Bescheid. Doch was ist mit den anderen sieben? Wie groß sind sie? Aus was bestehen sie? Wie warm oder kalt ist es auf ihnen? Diese Fragen soll meine kleine Serie beantworten. Ich hatte sie bereits zu den Anfangszeiten meines Blogs in einem sehr statischen Format veröffentlicht, fand es aber etwas sehr langweilig und habe sie nochmal überarbeitet. Viel Spaß 😉

Jupiter

Bild: wikipedia

Jupiter

Facts:

  • Durchmesser am Äquator:               142.984 km (11,21 x Erde)
  • Physikalische Eigenschaft:              Gasplanet
  • Mittlere Entfernung zur Sonne:        778,36 Millionen Kilometer
  • Mittlere Umlaufzeit um die Sonne:   11,86 Jahre
  • Mittlere Bahngeschwindigkeit:         13,07 km/sec
  • Masse (Gramm):                              1,899 x 10/27g (317,94 x Erde)
  • Mittlere Dichte:                                 1,326 g/cm³ (0,24 x Erde)
  • Fluchtgeschwindigkeit:                     59,54 km/sec (5,32 x Erde)
  • Rotation:                                           9 h 55 min 30 s
  • Temperatur:                                      -108°C
  • Atmosphäre:                                     Wasserstoff: 89,8 ± 2,0%, Helium: 10,2 ± 2,0%, Methan: 0,3 ± 0,1%,
    Ammoniak: 0,026 ± 0,004%
  • Monde:                                              derzeit sind 67 bekannt

Der Jupiter ist von der Basis her ein anderer Planet, als die vier, die wir bisher in dieser Serie schon beleuchtet haben. Er ist nämlich kein Gesteinsplanet wie Merkur, Venus, Erde und Mars, die auch die „inneren Planeten“ genannt werden, sondern seine Masse besteht überwiegend aus leichten Elementen wie Wasserstoff und Helium. Er hat aus diesem Grund auch keine feste Oberfläche. Sein gasförmiges Material wird mit zunehmender Tiefe dichter, da es durch die darüber befindlichen Schichten komprimiert wird. Dennoch können Gasplaneten einen festen Kern haben – und nach der Kern-Aggregations-Hypothese ist solch ein Kern für ihre Entstehung sogar notwendig. Der Großteil der Planetenmasse besteht jedoch aus leichten Gasen, die im Innern aufgrund des hohen Drucks und niedriger Temperaturen in flüssigem oder festem Aggregatzustand vorliegen.

Jupiter,erde
Größenvergleich zwischen Erde (links) und Jupiter. Foto: wikipedia

Jupiter ist mit 140.000 km Durchmesser der größte Planet in unserem Sonnensystem. Er besitzt mehr Masse als alle anderen Planeten zusammengenommen. Nur die Sonne ist noch 1000 x schwerer als Jupiter. Trotzdem muss sich auch die Sonne aufgrund der Jupiterschwerkraft etwas bewegen. Jupiter und Sonne kreisen einmal in 12 Jahren um ihren gemeinsamen Schwerpunkt. Der liegt nicht in der Sonnenmitte sondern ca. an der Sonnenoberfläche. Somit ist es nur näherungsweise richtig, wenn man sagt, die Sonne ruhe in der Mitte des Planetensystems. Wie die Sonne besteht auch Jupiter aus Wasserstoff und Helium. Die beiden Gase sind die leichtesten und häufigsten, chemischen Elemente im Weltall. Man spricht auch vom Gasplaneten Jupiter, da es unter den Wolken keine feste Oberfläche gibt. Jedoch darf man nicht die Vorstellung haben, dass man nun mit einem Raumschiff einfach durch Jupiter hindurch fliegen könne wie durch eine Wolke. Bereits wenige tausend Kilometer unter der obersten Wolkenschicht ist der Druck der Atmosphäre so hoch, dass der Wasserstoff eher einem elektrisch leitenden Metall denn einem Gas ähnelt.

Auch wenn Jupiter der mit Abstand größte Planet in unserem Sonnensystem ist, dreht er sich trotzdem am schnellsten um die eigene Achse. Die extrem rasche Rotation führt zu starken Strömungen innerhalb der Jupiteratmosphäre, die in einem ausgeprägten, grossräumigen Wolkenmuster sichtbar werden. Diese äquatorparallelen Bänder und Zonen lassen sich bereits mit einem kleinen Amateurfernrohr beobachten und in ihrer langfristigen Entwicklung verfolgen. Nahaufnahmen von Raumsonden haben mittlerweile gezeigt, dass es sich dabei um Hoch- und Tiefdruckgebiete in der Jupiteratmosphäre handelt, die aufgrund der extremen Rotation zu planetenumspannenden Gürteln „verzerrt“ werden. Im Bereich der hellen Zonen steigt warme Luft aus tieferen Atmosphäreschichten auf und kühlt dabei ab, so dass Ammoniak auskondensieren und Wolken bilden kann; die strömen dann zu den dunklen Bändern, wo die dichtere Luft wieder nach unten absinkt und der Temperaturanstieg zu Farbreaktionen des ebenfalls vorhandenen Schwefels und kohlenstoffhaltiger Molekülverbindungen führt.

Zonen, Gürtel und Wirbelstürme in Jupiters Atmosphäre. Bild: wikipedia

Die größte Auffälligkeit an Jupiter ist aber zweifelsfrei ein großer, roter Punkt auf seiner Oberfläche. Er wird allgemeingebräuchlich „Großer Roter Fleck“ genannt. Gemeint ist ein riesiger ovaler Antizyklon, der in seiner Länge in Richtung der Rotation zwei Erddurchmesser groß ist. Er ist mit keiner festen Oberfläche verbunden, liegt aber sehr stabil zwischen zwei Wolkenbändern um etwa 22° südlicher Breite. Erstmals wurde der Große Rote Fleck 1664 von dem englischen Naturforscher Robert Hooke beschrieben. Seitdem unterlag er nur leichten Veränderungen. Zum Vergleich: Auf der Erde lösen sich Windwirbel in der Atmosphäre üblicherweise innerhalb einiger Wochen wieder auf. Aufgrund seiner Größe ist der Große Rote Fleck bereits in Amateurteleskopen sichtbar. Seine markante Farbe ist zwar deutlich röter als die Umgebung, jedoch ist es kein tiefes, leuchtendes Rot, sondern schwankt im Lauf der Jahre um ein eher helles Orange. Für ein erfolgreiches Auffinden können sich Beobachter an der durch ihn bedingten Einbuchtung am Südrand des dunklen südlichen äquatorialen Gürtels orientieren; diese wird als Bucht des Großen Roten Flecks (Red Spot Hollow) bezeichnet. In seinem Inneren herrschen Windgeschwindigkeiten von bis zu unglaublichen 700 km/h.

Jupitermond
Die vier Galileischen Monde maßstabsgetreu in Fotomontage vor dem Großen Roten Fleck (von oben: Io, Europa, Ganymed und Kallisto). Foto: wikipedia
Nachdem wir bis jetzt bei den inneren Planeten insgesamt 3 Monde kennengelernt haben, nämlich den Erdmond, Phobos und Deimos, trumpft Jupiter mit aktuell 67 Monden auf! Die größten vier von ihnen werden auch die „galileischen Monde“ genannt. Sie wurden 1610 unabhängig voneinander durch Galileo Galilei und Simon Marius Mayr entdeckt. Alle anderen Monde, mit Ausnahme des 1892 entdeckten Amalthea, wurden erst im 20. oder 21. Jahrhundert gefunden. Hier ein kurzer Überblick über die galileischen Monde:

Io hat einen Durchmesser von 3643 km und umkreist Jupiter in einem Abstand von 421.600 km. Sie besteht aus einem Eisenkern und einem Mantel. Io besitzt eine sehr dünne Atmosphäre, hauptsächlich bestehend aus Schwefeldioxid. Da in ihrem Inneren geologische Prozesse ablaufen, befinden sich auf ihrer Oberfläche zahlreiche Vulkane.

Europa besitzt einen Eisenkern und einen Steinmantel, über dem ein wahrscheinlich 100 km tiefer Ozean aus Wasser liegt, dessen Oberfläche 10 bis 20 km zu einer Eiskruste gefroren ist. Ihr Durchmesser beträgt 3122 km, ihre Entfernung zum Jupiter 670.900 km.

Ganymed befindet sich in einer Entfernung von 1.070.000 km. Sein Durchmesser liegt bei 5262 km. Damit ist er der größte Mond im Sonnensystem. Er besteht aus einem Eisenkern, einem Felsmantel und einem Eismantel. Außerdem besitzt er ein eigenes Magnetfeld.

Kallisto hat einen Durchmesser von 4821 km und einen Abstand von 1.883.000 km zu Jupiter. Sie besteht aus einem Eisen-Stein-Gemisch und einer Eiskruste. Forscher fanden auf ihr Anzeichen für Kohlenstoff- und Stickstoffverbindungen, die zu den Grundvoraussetzungen für Leben gehören. Auch im Innern von Kallisto gibt es wahrscheinlich Schichten aus flüssigem Wasser.

Und hier für alle, die es gerne wissen möchten, alle Monde Jupiters chronologisch von ganz klein nach ganz groß. Allerdings sind hier nur 53 Monde aufgeführt, die anderen, kleineren, haben keine Namen, sondern lediglich Nummern. Man muss bei dieser Fülle an Monden aber auch bedenken, dass die Meisten davon wirklich nur kleine, unförmige Felsbrocken sind, die Jupiter umkreisen:

Dia, S/2010 J 2, S/2010 J 1, Herse, Kore, Cyllene, Eukelade, Carpo, Helike, Kallichore, Arche, Thelxinoe, Aoede, Mneme, Hegemone, Pasithee, Kale, Sponde, Orthosie, Euporie, Euanthe, Eurydome, Aitne, Hermippe, Thyone, Autonoe, Praxidike, Isonoe, Erinome, Iocaste, Kalyke, Harpalyke, Chaldene, Taygete, Megaclite, Themisto, Callirrhoe, Metis, Adrastea, Thebe, Leda, Ananke, Carme, Lysithea, Sinope, Pasiphae, Elara, Himalia, Amalthea, Kallisto, Ganymed, Europa, Io.

Auch Jupiter wurde bereits von mehreren Raumsonden besucht, wobei einige Missionen den Planeten als eine Art Sprungbrett nutzten, um mit Hilfe eines Swing-by-Manövers am Jupiter zu ihren eigentlichen Zielen zu gelangen. Die einzige Raumsonde, die bisher Jupiter umkreiste, war die NASA-Sonde Galileo, die am 7. Dezember 1995 nach etwas mehr als sechs Jahren Flugzeit in einen Orbit um den Planeten einschwenkte. Bereits auf dem Weg zum Jupiter konnte Galileo 1994 beobachten, wie der Komet Shoemaker-Levy 9 auf dem von der Sonde noch 238 Mio. Kilometer entfernten Jupiter einschlug und Explosionen von der Größe der Erde in der Atmosphäre des Planeten auslöste. Trotz der Distanz konnte Galileo Bilder von den direkten Einschlägen aufnehmen, die auf der erdabgewandten Seite stattfanden.

Shoemaker-Levy_9_on_1994-05-17

Komet Shoemaker-Levy 9, aufgenommen am 17. Mai 1994. Bild: wikipedia

Daneben gab es noch einige andere Sonden, die an Jupiter vorbeiflogen bzw Daten sammelten: Pioneer 10 und 11, Voyager 1 und 2, Ulysses und Cassini.

Das waren jetzt bereits eine ganze Menge Fakten zum größten Planeten in unserer unmittelbaren Nachbarschaft, doch bei weitem noch nicht alle. In der nächsten Folge kommen wir dann zu einem Planeten mit einem ganz besonderen, optischen Merkmal: Dem Saturn.

Über stellariumblog

Stellariumblog ist ein Info-und Newslog. Ich versuche, die oftmals komplizierte und unübersichtliche Fülle an Informationen und Wissen verständlich zu erklären. Mein Ziel ist es, mit diesem Blog so viele Menschen wie möglich von der Astronomie zu begeistern. Natürlich versuche ich, täglich die wichtigsten News aus den Bereichen Astronomie, Astrophysik und vergleichbaren Wissenschaften zu bloggen, ich bin allerdings Berufstätig und habe leider nicht jeden Tag ein bis zwei Stunden Zeit – seid also bitte etwas nachsichtig falls ich nicht immer alles als erster poste ;) Ich freue mich immer über positive Bewertungen, aber auch über konstruktive Kritik sowie Vorschläge und/oder Hinweise auf mögliche Fehler (ich bin auch nur ein Mensch). Ansonsten wünsche ich euch viel Spaß in meinem Blog.
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2 Antworten zu Das Sonnensystem in Zahlen: Jupiter

  1. wordBUZZz schreibt:

    Sag mal, ich hab da mal ne Frage: In solchen Gasriesen ist ja meistens Wasserstoff, Helium, Stickstoff und Sauerstoff enthalten. Nähmen wir mal an Darth Vader gäbe es tatsächlich bzw. seinen Todestern mit Primär Waffe, was würde passieren wenn der Laser auf das Gasgemisch treffen würde. Würde der Sauerstoffgehalt für eine riesige Explosion ausreichen oder scheitert es schon am Vakuum…?

    Diese Frage habe ich seit Jahren und keiner konnte sie mir beantworten.

    Gefällt 3 Personen

    • stellariumblog schreibt:

      Also, die Todesstern-Primärwaffe hat ja die Funktion, durch enorme Wärmeenergie den Kern eines Planeten so zu Überhitzen, dass der thermische Druck den Planeten zerreißt. Nachdem auch Gasriesen vermutlich über einen festen Kern verfügen, da das Gas durch den Druck in großer Tiefe einen metallischen Zustand annimmt. Ich gehe also davon aus, dass sich weniger der Wasserstoff entzündet, als vielmehr der Planet durch thermischen Druck explodiert. Soweit zumindest meine Einschätzung 🙂

      Gefällt 2 Personen

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