Reise zu fernen Planeten: König Jupiter

Als ich als kleiner Junge von meinem Vater ein Fernrohr geschenkt bekam, war meine Neugierde groß und ich wollte den ganzen Himmel auf einmal sehen. Doch bald merkte ich, dass es mir langweilig wurde, nur immer noch mehr Lichtpunkte oder diffuse Flecken zu entdecken, die ich sonst mit bloßem Auge nicht sehen konnte.

Da nahm mir mein Vater das Fernrohr aus der Hand und sagte mir: „Mein Junge, Du musst Dich mehr konzentrieren, wähle Dir ein Himmelsobjekt aus, mache die Einstellungen darauf und beschreibe dann alles ganz genau, was Du siehst. Also, was wollen wir uns jetzt in den Fokus holen?“

„Den Jupiter“, antwortete ich mit Begeisterung, wusste ich doch schon, dass er der größte Planet unseres Sonnensystems ist und gleich mehrere Monde besitzt, die ich hoffte, mit meinem Fernrohr ebenfalls erkennen und abzählen zu können. Wegen der riesenhaften Größe des Gasplaneten hoffte ich sogar, Strukturen auf seiner Oberfläche ausmachen zu können.

3D-Darstellung des Planeten Jupiter

Mit der wertvollen Hilfe meines Vaters stellte ich also mein kleines Fernrohr auf Jupiter scharf und staunte nur so über die Details, die ich überzeugt war, erkennen und beschreiben zu können. Mein Vater wusste über jeden Punkt, etwas Interessantes zu erzählen. Als ich an jenem Abend viel zu spät einschlief, träumte ich, mich auf dem Mond Europa zu befinden, wo mich Jupiter ganz und gar in seinen Bann zog.

Das Jupiter-System

Der größte Planet unseres Sonnensystems mit dem astronomischen Symbol ♃ hat einen Durchmesser von 143.000 Kilometer. Um sich solche unanschaulichen Zahlen zu merken, braucht man immer Eselsbrücken, hier ist eine: Wenn man die Erde wie auf einer Perlenkette elf Mal nebeneinander aufreihen könnte, würde man fast den Durchmesser des Jupiter darstellen können. Wenn man sogar 111 Erden nebeneinander reihen könnte, wäre endlich der Durchmesser der Sonne erreicht.

Jupiter ist von der Sonne aus gesehen der fünfte Planet und hält im Durchschnitt einen Abstand zur Sonne von 778 Millionen Kilometer. Solche Distanzen innerhalb unseres Planetensystems werden dann anschaulicher, wenn man sie auf den Abstand zwischen Erde und Sonne bezieht, der als eine „Astronomische Einheit“ (AE) bezeichnet wird. So gesehen ist der Jupiter gut 5,2-mal weiter von der Sonne entfernt als die Erde.

Vergleicht man das mit dem vierten Planeten Mars, der gut 1,5 AE Sonnenabstand aufweist, bemerkt man sogleich, dass zwischen Mars und Jupiter eine wirklich große Lücke klafft, in die sehr wohl noch ein weiterer Planet hinein gepasst hätte. Tatsächlich befindet sich in dem Intervall zwischen 2,0 und 3,4 AE der Asteroidengürtel, der später noch ein eigenes Thema in unserer kleinen Serie über das Planetensystem sein wird.

Die äußeren Planeten, und Jupiter ist der Erste davon, bestechen durch ihre riesigen Gashüllen, die jeglichen Blick auf ihre feste Oberfläche, so überhaupt vorhanden, verwehren. Die Sonne ist dort schon so weit entfernt, dass der Sonnenwind nicht mehr die Wucht hatte, so wie bei den relativ kleinen sonnennahen Planeten, die leichten Elemente wie Wasserstoff und Helium in die Weiten des Raums hinaus zu blasen. Hinzu kommt die höhere Gravitation der großen Planeten, die die flüchtigen Stoffe viel besser festhalten konnte.

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Die vier größten Monde des Jupiter

  • Ganymed,
  • Kallisto,
  • Io und
  • Europa

wurden durch Galileo Galilei schon zu Beginn des 17. Jahrhunderts entdeckt und weisen Durchmesser zwischen 3.122 und 5.262 Kilometer auf. Zum Vergleich: Unser Mond hat einen mittleren Durchmesser von 3.476 Kilometer. Im Jahre 2018 zählte man beim Jupiter 79 Monde.

Jupiter gehört nach unserem Mond und der Venus zu den besonders hellen Objekten am Sternenhimmel, was ihm als „Stern von Bethlehem“ schon in Babylonien die Bezeichnung Königsstern eingebracht hatte.

Der Jupiter und seine Monde

Aufbau des Planeten

Die für uns sichtbare Wolkendecke besteht aus Aerosolen mit Kristallen aus gefrorenem Ammoniak und eventuell auch Ammoniumhydrogensulfid. Die deutliche, farblich abgesetzte Bänderung zeichnet sich dadurch aus, dass die Wolken in verschiedenen Breitenbereichen den Planeten mal ost-westlich oder eben west-östlich umrunden. Die helleren sogenannten Zonen (Ammoniak) sind noch etwas kühler als die dunkleren, dichteren Gürtel (Phosphor, Schwefel, Kohlenwasserstoffe), in denen Gase von unten nach oben aufsteigen.

Je tiefer man in die Atmosphäre eindringt, desto mehr steigen Druck und Temperatur an. Wir finden sogar einen Raum, wo sich Druck und Temperatur in der von starken Blitzen durchzuckten dichten Atmosphäre geradezu „menschenfreundlich anfühlen“ würden, abgesehen davon, dass man dort nicht atmen könnte. In größerer Tiefe, wenn der Atmosphärendruck mehrere Hundert Gigapascal erreicht, geht der Wasserstoff in eine elektrisch leitende Phase über, daher auch der Begriff „metallischer Wasserstoff“.

Modellrechnungen lassen vermuten, dass Jupiter einen festen Kern besitzt, der möglicherweise aus Gestein und Eis besteht. Diese feste Kugel beträgt immerhin um 20 Erdmassen und könnte bis zu 75 Prozent des Jupiterdurchmessers ausmachen.

Das ist richtig schlechtes Wetter

Die Stürme auf Jupiter sind gewaltig und für uns unvorstellbar. Der „Große Rote Fleck“ ist ein sehr stabiles Wirbelsturmsystem auf ungefähr 22 Grad südlicher Breite, das permanent um den Jupiter rast. Schon vor circa 300 Jahren wurde er mit den ersten Ferngläsern beobachtet und in Zeichnungen festgehalten. Seine längere Achse in Richtung der Bänderung macht in etwa zwei Erddurchmesser aus.

Jupiter hat ein starkes Magnetfeld

Das Magnetfeld des Jupiter ist zehn bis zwanzig Mal stärker als unser irdisches Magnetfeld und beträgt am Äquator circa 30 µT und an den Polen ungefähr 60 µT (Mikro-Tesla). Die Verbindungslinie der magnetischen Pole weicht etwa zehn Grad von der Rotationsachse ab. Ursächlich an der Entstehung dieses starken Magnetfeldes beteiligt sind sehr wahrscheinlich die schnelle Rotation des Planeten (nur knapp zehn Stunden) und der metallische Wasserstoff unter der Wolkendecke.

Auch Jupiter besitzt Ringe

Fotografisch nachgewiesen wurde das bereits vermutete schwach ausgeprägte Ringsystem 1979 durch die Raumsonde Voyager 1. Es besteht aus extrem feinen, schwarzen Staubkörnchen, die kaum größer als die Partikelchen von Zigarettenrauch sind und extrem wenig Sonnenlicht reflektieren.

Diese dünnen Ringe bewegen sich spiralförmig und sehr langsam auf Jupiter zu. Eines Tages in ungefähr 100.000 Jahren wird der Planet seinen feinen Schleier ganz und gar aufgesogen haben. Dahinter steckt der „Poynting-Robertson-Effekt“ im Zusammenhang mit der Absorption und Remission von Licht.

Auf die oben kurz erwähnten Monde des Jupiter, von denen jeder Einzelne eine einzigartige eigene Welt darstellt, möchten wir in einem Folgebeitrag eingehen. Bis dahin wünsche ich viel Spaß bei der Beobachtung des Jupitersystems mit dem Fernrohr.