jupiter der fünfte planet

[ sonne ] [ merkur ] [ venus ] [ erde ] [ mars ] [ jupiter ] [ saturn ] [ uranus ] [ neptun ] [ pluto ]

  -> jupiter allgemein
  -> zusammensetzung, aufbau und magnetfeld
  -> jupiters monde und ringe

jupiter (planet) allgemein

Der von der Sonne aus gesehen fünfte Planet, der größte im Sonnensystem. Er wurde benannt nach Jupiter, dem Göttervater der römischen Mythologie. Er hat ein 1 400mal größeres Volumen als die Erde, aber eine nur 318mal größere Masse. Demnach entspricht seine Dichte etwa einem Viertel der Dichte der Erde. Er besteht eher aus dichten Gasen als aus Metallen oder Gesteinen wie die Erde.
Jupiter ist durchschnittlich 5,2mal so weit von der Sonne entfernt wie die Erde. Er umrundet die Sonne einmal in 11,9 Jahren und benötigt nur etwa 9,9 Stunden für eine Umdrehung um seine Achse. Wegen dieser schnellen Rotation ist er stark abgeplattet, d. h., sein Durchmesser ist am Äquator deutlich größer als an den Polen. Das ist mit Hilfe von Teleskopen von der Erde aus zu erkennen. Jupiter rotiert nicht gleichmäßig, sondern in verschiedenen Breiten (Abständen vom Äquator) unterschiedlich schnell. Sein gestreiftes Aussehen beruht auf starken atmosphärischen Strömungen, die ihrerseits auf die verschieden hohen Geschwindigkeiten zurückzuführen sind. Die Streifen oder Bänder sind wegen der Färbung der Wolken in der Jupiteratmosphäre gut sichtbar. Berühmt ist der rötliche oder ockerfarbene, ovale Große Rote Fleck, ein gigantischer Wolkenwirbel. Seine Farben rühren von geringen Mengen chemischer Verbindungen her, die durch Einwirkung von Ultraviolettstrahlung, elektrischen Entladungen (Gewittern) und thermischer Energie entstanden. Einige dieser Verbindungen besitzen eine ähnliche Zusammensetzung wie die organischen Moleküle, deren Bildung der Entstehung des Lebens in der frühen Erdgeschichte vorausging.

Abstand von der Sonne kleinster: mittlerer: grösster: Entfernung von der Erde kleinster: grösster: Masse (Erde=1): Radius (Erde=1): Dichte (Wasser=1):

74060000 km 77840000 km 81600000 km 628760000 km 970000000 km 317,8 11,2 1,3

Umlaufbahn/Rotation Rotationszeit: Sonnenumlaufzeit: Neigung der Bahn: Bahnexzentrität: Temperaturen: Anzahl Monde: Atmosphäre:

9,9 Stunden 11,86 Jahre 1,30° 0,05 -125°C - 17°C 16 Wasserstoff, Helium

zusammensetzung, aufbau und magnetfeld

Einen enormen Fortschritt in der Erforschung des Planeten Jupiter ermöglichten 1979 die US-Raumsonden Voyager 1 und 2. Von der Erde aus angestellte spektroskopische Beobachtungen hatten zuvor gezeigt, dass der größte Teil der Jupiteratmosphäre aus molekularem Wasserstoff H2 besteht, und zwar zu 87 Prozent, wie man dann aus den Infrarotaufnahmen der Raumsonden schließen konnte. Neben dem Wasserstoff enthält die Jupiteratmosphäre Helium He, das den größten Teil der restlichen 13 Prozent ausmacht. Das Innere des Jupiters muss im wesentlichen dieselbe Zusammensetzung haben wie seine Atmosphäre; das folgert man aus seiner geringen Dichte. Somit besteht dieser riesige Planet vor allem aus den beiden leichtesten und gleichzeitig im Weltraum häufigsten Elementen; seine Zusammensetzung ähnelt also derjenigen der Sonne oder anderer Sterne. Jupiter könnte also hervorgegangen sein aus der direkten Kondensation eines Teiles des ursprünglichen solaren Nebels, d. h. der großen Wolke aus interstellarem Gas und Staub, aus der sich vor rund 4,6 Milliarden Jahren das Sonnensystem bildete.
Der Aufprall von Bruchstücken des Kometen Shoemaker-Levy 9 im Juli 1994 brachte weitere Erkenntnisse. Die Einschläge erzeugten Turbulenzen in der Atmosphäre des Jupiters und erhitzten Gas in seinem Inneren, das an die Oberfläche stieg. Durch Teleskope auf der Erde und mit Hilfe von Raumsonden konnten zahlreiche Detailaufnahmen dieser Vorgänge gewonnen werden. Auf spektroskopischem Wege analysierte man die Gase, um genauere Aufschlüsse über die Beschaffenheit der Jupiteratmosphäre zu erhalten oder die bisherigen Kenntnisse zu bestätigen.
Jupiter strahlt etwa doppelt soviel Energie ab, wie er durch die Sonneneinstrahlung aufnimmt. Die Quelle dieser überschüssigen Energie ist vermutlich eine sehr langsame Kontraktion des Planeten aufgrund der Gravitationswirkung. Wäre Jupiter rund 100mal größer, so hätte er genug Masse zum Zünden von Kernreaktionen, durch die die Energie in der Sonne und den Sternen erzeugt wird.
Jupiters turbulente, von Wolken durchsetzte Atmosphäre ist wegen der Energieabgabe kalt. Aufgrund des hohen Wasserstoffanteils enthält sie auch Wasserstoffverbindungen wie Methan, Ammoniak und Wasser. Periodische Temperaturschwankungen in der oberen Jupiteratmosphäre bewirken ein Muster von wechselnden Winden (ähnlich denen im äquatorialen Bereich der Erdstratosphäre). Photographische Aufnahmen der Wolkenänderungen deuten auf Entstehen und Verschwinden gigantischer Wirbelsturmsysteme hin. Neue Einsichten verspricht man sich von meteorologischen Daten, die die Raumsonde Galileo im Dezember 1995 bei ihrem „Rendezvous" mit Jupiter lieferte.

Der grosse rote Fleck des Jupiters

Bei der niedrigen Temperatur in der oberen Jupiteratmosphäre (-125 °C) liegt Ammoniak in festem Zustand vor und bildet weiße „Zirruswolken"; diese sind auf vielen Photographien zu erkennen, die die Voyager-Raumsonden zur Erde funkten. In geringerer Höhe kann Ammoniumhydrogensulfid kondensieren. Die Wolken dieser Verbindung, gefärbt durch andere Verbindungen, könnten zu der verbreiteten gelbbraunen Wolkenschicht beitragen. Die Temperatur an deren Obergrenze beträgt rund -50 °C, und der atmosphärische Druck ist hier doppelt so hoch wie auf der Erde in Meereshöhe. Durch Lücken in der Wolkenschicht des Jupiters entweicht Strahlung in den Weltraum; sie stammt aus einem Gebiet, in dem die Temperatur Werte von etwa 17 °C erreicht. Noch tiefer liegend entdeckte man mit Hilfe von Radioteleskopen wärmere Schichten, die die wolkendurchdringende Strahlung absorbieren.
Der Druck im Inneren des Jupiter könnte so hoch sein, dass der Wasserstoff zuerst flüssig geworden ist und dann einen metallähnlichen, elektrisch gut leitenden Zustand angenommen hat.
Jupiters Magnetfeld hat seinen Ursprung in diesen innersten Schichten. An seiner Oberfläche ist es 14mal stärker als das Erdmagnetfeld. Dieses Magnetfeld ist für die gewaltigen Strahlungsgürtel verantwortlich; in ihnen sind geladene Teilchen eingeschlossen, die den Planeten in einem Abstand von bis zu zehn Millionen Kilometern umrunden.

jupiters monde und ringe

Man kennt heute 16 Satelliten bzw. Monde des Jupiters. Die vier größten wurden 1610 von Galileo Galilei entdeckt. Man benannte sie nach mythologischen Gestalten, und zwar nach den Geliebten des Göttervaters Jupiter (bzw. Zeus in der griechischen Götterwelt): Io, Europa, Ganymed und Callisto. Die später entdeckten Jupitermonde erhielten ihre Namen nach derselben Tradition. Neuere Beobachtungen ergaben, daß die mittleren Dichten der größten Monde demselben Trend folgen wie die Planetendichten im Sonnensystem. Die dem Jupiter nahen Monde Io und Europa haben eine hohe Dichte und bestehen aus Gestein (ähnlich den inneren Planeten im Sonnensystem). Ganymed und Callisto, in größerem Abstand vom Jupiter, bestehen weitgehend aus Wassereis und haben geringere Dichten.

Jupitermond Io

Callisto ist beinahe so groß wie der Planet Merkur, und Ganymed ist größer als dieser. Die Eiskrusten beider Monde sind von zahlreichen Kratern übersät, den Spuren von Einschlägen. Wahrscheinlich prallten Kometen-Kerne auf, ähnlich dem Beschuß von Asteroiden, der auf dem Mond der Erde viele Krater hinterließ. Im Gegensatz dazu ist die Oberfläche des Jupitermondes Europa sehr glatt. Offensichtlich ist er von einer Schicht aus Wassereis überzogen; das Wasser stieg wahrscheinlich nach der Epoche des Bombardements an die Oberfläche. Unter dem Eis könnte sich eine Schicht flüssigen Wassers befinden. Ein Netz von engen Spalten durchzieht die Eisfläche.
Am bemerkenswertesten unter den Jupitermonden ist zweifellos Io. Seine bizarr gezeichnete Oberfläche zeigt gelbliche, braune und weiße Gebiete sowie schwarze Teile. Io wird von vulkanischen Vorgängen erschüttert. Diese rühren von der Gezeitenwirkung infolge der häufigen nahen Vorbeiflüge des Mondes Europa her. Man konnte den Ausbruch von zehn Vulkanen erkennen, als die Raumsonden Voyager 1979 den Planeten Jupiter passierten. Bei diesen vulkanischen Vorgängen tritt Schwefeldioxid (SO2) aus und kondensiert an der Oberfläche, wobei sich eine örtlich begrenzte, nur vorübergehend existierende Atmosphäre bildet. Die weißen Gebiete auf dem Mond Io bestehen aus festem Schwefeldioxid, und die übrigen Farbflächen sind vermutlich auf andere Schwefelverbindungen zurückzuführen.
Die restlichen Jupitermonde sind sehr viel kleiner und weniger gut erforscht als die vier Galileischen Monde. Die acht äußeren Monde bilden zwei Gruppen zu je vier Monden und könnten Himmelskörper sein, die beim Vorbeiflug durch die Gravitationswirkung des Jupiters eingefangen wurden.
Nahe beim Planeten Jupiter entdeckte man mit Hilfe der Raumsonde Voyager ein dünnes Ringsystem. Das Material in diesen Ringen wird offensichtlich ständig erneuert, denn es bewegt sich nach innen zum Planeten hin. Es könnte durch den Zerfall kleiner Brocken entstehen, die sich innerhalb der Ringe bewegen. Der Jupitermond Metis befindet sich gerade an der Außengrenze dieser Ringe und könnte eine der Quellen für deren Material sein.