Jupiter

Jupiter ist der fünfte Planet von der Sonne aus und bei weitem der größte. Jupiter besitzt mehr als doppelt soviel Masse als alle anderen Planeten zusammen (318-mal soviel wie die Erde).

Eigenschaften von Jupiter

Afstand tot de Zon	:	5.01	AE		749790183	km		41.70	lmin
Gemiddelde afstand tot de Zon	:	5.20	AE		778298365	km		43.29	lmin
Distance to the Earth	:	6.02	AE		899956685	km		50.05	lmin
Eccentricity of the orbit	:	4.85	%
Inclination on the plane of the ecliptic	:	1.30	°
Mean anomaly	:	39.18	°
True anomaly	:	42.87	°

Jupiter (auch bekannt als Jove; Griechisch Zeus) war in der römischen Mythologie der König der Götter, Herrscher über den Olymp und Patron des römischen Staates. Zeus war Sohn des Chronos (Saturn). Jupiter ist das vierthellste Objekt am Himmel (nach Sonne, Mond und Venus; zu manchen Zeiten ist auch der Mars heller). Er ist seit prähistorischer Zeit bekannt. Galileis Entdeckung der vier großen Jupitermonde Io, Europa, Ganymed und Kallisto 1610 (heute bekannt als die Galileischen Monde) war die erste Entdeckung eines Zentrums einer Bewegung, deren scheinbarer Mittelpunkt nicht die Erde war. Dies war einer der Hauptpunkte für die heliozentrische Theorie über die Bewegung der Planeten von Kopernikus; Galileos offen ausgesprochene Unterstützung der Kopernikanischen Theorie brachte ihn durch die Inquisition hinter Gittern. Er wurde gezwungen zu widerrufen und blieb für den Rest seines Lebens inhaftiert (das gerne Galilei zugesprochene Zitat „Und sie dreht sich doch“, pathetisch vom brennenden Scheiterhaufen geschrien, stammt tatsächlich von Giordano Bruno - Anm. d. Übs.). Jupiter wurde zum ersten Mal 1973 von Pioneer 10 und später von Pioneer 11, Voyager 1, Voyager 2 und Ulysses besucht. Die Sonde Galileo umkreist Jupiter augenblicklich und wird mindestens die nächsten zwei Jahre Daten zur Erde senden. Die Gasplaneten haben keine feste Oberfläche, ihr gasförmiges Material wird lediglich mit zunehmender Tiefe immer dichter (die Radien und Durchmesser, die für diese Planeten angegeben werden, beziehen sich auf eine Höhe, in der ein Druck von einer Atmosphäre herrscht). Was wir bei einem Blick auf diese Planeten sehen, ist nur die Oberseite der Wolken hoch in ihren Atmosphären (knapp oberhalb der 1-Atmosphären-Höhe). Jupiter besteht aus 90% Wasserstoff und 10% Helium (nach der Anzahl der Atome, 75 bzw. 25% nach der Masse) mit Spuren von Methan, Wasser, Ammoniak und „Felsen“. Dies ist sehr nahe der Zusammensetzung des ursprünglichen Sonnennebels, aus dem das gesamte Sonnensystem entstand. Saturn besitzt eine ähnliche Zusammensetzung, aber Uranus und Neptun enthalten viel weniger Wasserstoff und Helium. Unser Wissen über das Innere des Jupiter (sowie der anderen Gasplaneten) ist hochgradig indirekt und das wird wohl noch eine ganze Zeit so bleiben (die Daten von Galileos atmosphärischer Sonde geht in eine Tiefe von lediglich 150 km unterhalb der Wolkenoberseite). Jupiter hat wahrscheinlich einen Kern aus felsigem Material im Umfang von ungefähr 10 bis 15 Erdmassen. Oberhalb des Kerns liegt der Hauptmasseanteil des Planeten in Form von flüssigem metallischen Wasserstoff#1. Diese exotische Form des gewöhnlichsten aller Elemente kann nur bestehen, wenn der Druck über vier Millionen Bar liegt, wie es im Inneren des Jupiter (oder des Saturn) der Fall ist. Flüssig metallischer Wasserstoff besteht aus ionisierten Protonen und Elektronen (wie im Inneren der Sonne, hier aber bei einer ungleich geringeren Temperatur). Bei der Temperatur und dem Druck im Inneren des Jupiter ist Wasserstoff flüssig, nicht gasförmig. Es ist ein elektrischer Leiter und daher die Quelle für das Magnetfeld des Jupiter. Diese Schicht enthält wahrscheinlich auch etwas Helium und Spuren verschiedener „Eisarten“. Die äußerste Schicht setzt sich aus gewöhnlichem, molekularen Wasserstoff und Helium zusammen, wobei letzteres im Inneren flüssig und weiter außen gasförmig vorliegt. Die Atmosphäre, die wir sehen können, ist der alleroberste Teil dieser tiefen Schicht. Wasser, Kohlendioxid, Methan und andere einfache Moleküle finden sich ebenfalls, in winzigen Mengen. Kürzlich durchgeführte Experimente bewiesen, daß Wasserstoff seine Aggregatzustände nicht plötzlich ändert. Aus diesem Grunde gibt es sehr wahrscheinlich keine deutlichen Grenzen zwischen den verschiedenen Schichten im Inneren der Gasplaneten. Drei getrennte Wolkenschichten aus Ammoniak-Eis, Ammoniumhydrosulfid und einer Mischung aus Eis und Wasser werden darunter vermutet. Wie auch immer, die vorläufigen Ergebnisse aus den Untersuchungen der Galileo-Proben zeigen nur schwache Anzeichen für Wolken (ein Instrument scheint die oberste Schicht gemessen zu haben, ein anderes die zweite). Aber der Eintrittspunkt der Probe war ungewöhnlich -- erdbasierte teleskopische Beobachtungen und erst kürzlich Beobachtungen durch den Galileo-Orbiter legen nahe, daß dieser Eintrittspunkt eine der wärmsten und wolkenärmsten Gegenden auf Jupiter zu diesem Zeitpunkt gewesen ist. Daten, die von der Atmosphärenprobe der Galileosonde stammen, deuten an, daß wesentlich weniger Wasser vorhanden ist als erwartet. Die Erwartung war, daß Jupiters Atmosphäre in etwa doppelt soviel Sauerstoff (gebunden an den üppigen Wasserstoff in Form von Wasser) enthält wie die Sonne. Aber nun sieht es so aus, als sei die tatsächliche Konzentration viel geringer als auf der Sonne. Ebenso überraschend waren die hohe Temperatur und die Dichte der obersten Schichten der Atmosphäre. Jupiter und die anderen Gasplaneten haben Winde mit hoher Geschwindigkeit, die in breiten Streifen eingeschlossen sind. Die Winde wehen in angrenzenden Streifen entgegengesetzt. Geringfügige chemische und thermische Abweichungen zwischen diesen Streifen sind verantwortlich für Farbbänder, die die Erscheinung des Planeten beherrschen. Die hellen farbigen Streifen nennt man Zonen, die dunklen Gürtel. Diese Bänder auf Jupiter waren seit einiger Zeit bekannt, aber die komplizierten Wirbel in den Grenzbereichen zwischen den Streifen wurden zuerst von Voyager gesichtet. Die Daten von der Galileo-Sonde zeigen, daß die Windgeschwindigkeiten noch schneller sind als erwartet (mehr als 600 km/h) und sich so tief ausdehnen, wie die Sonde nur beobachten konnte; sie könnten tausende Kilometer in das Innere reichen. Es wurde auch festgestellt, daß Jupiters Atmosphäre ausgesprochen turbulent ist. Dies zeigt, daß die Winde in erster Linie von innerer Hitze hervorgerufen werden, weniger von der Sonneneinstrahlung wie auf der Erde. Die lebhaften Farben in Jupiters Wolken sind wahrscheinlich das Resultat feiner chemischer Reaktionen der Spurenelemente, möglicherweise in Zusammenhang mit Schwefel, dessen Verbindungen eine große Vielfalt an Farben besitzen, aber Details sind unbekannt. Die Farben korrespondieren mit der Höhe der Wolken; die niedrigsten sind blau, gefolgt von braunen und weißen, die höchsten sind rot. Manchmal sind niedrigere Schichten durch Löcher in den höheren sichtbar. Der Große Rote Fleck (GRS) wurde von irdischen Beobachtern vor 300 Jahren entdeckt (die Entdeckung wird üblicherweise Cassini zugeschrieben, oder Robert Hooke im siebzehnten Jahrhundert). Der GRS ist ein Oval mit ungefähr 12.000 auf 25.000 km, groß genug, um zwei Erdbälle darin unterzubringen. Seit Jahrzehnten sind kleinere ähnliche Flecken bekannt. Infrarotbeobachtungen und die Richtung der Rotation zeigen an, daß der GRS ein Hochdruckgebiet ist, dessen Wolkenobergrenze deutlich höher und kühler ist als die Umgebung. Ähnliche Strukturen wurden auf Saturn und Neptun entdeckt. Es ist unbekannt, wie sich solche Strukturen so lange erhalten können. Jupiter strahlt mehr Energie in den Weltraum ab als von der Sonne einstrahlt. Das Innere des Jupiter ist heiß: der Kern hat wahrscheinlich circa 20.000 °K. Die Hitze wird vom Kelvin-Helmholtz-Mechanismus hervorgerufen, der langsamen gravitationellen Kompression des Planeten (Jupiter produziert keine Energie durch Kernfusion wie die Sonne; er ist viel zu klein und damit ist sein Inneres zu kühl, um Kernreaktionen zu zünden). Diese innere Hitze verursacht wahrscheinlich eine Konvektion tief in Jupiters flüssigen Schichten und ist wahrscheinlich verantwortlich für die komplizierten Bewegungen, die wir an der Wolkenobergrenze sehen. Saturn und Neptun sind in dieser Hinsicht dem Jupiter ganz ähnlich, aber nicht exakt gleich, Uranus ist es nicht. Jupiter ist genau so groß im Durchmesser, wie ein Gasplanet es sein kann. Würde mehr Material dazukommen, würde es von der Schwerkraft zusammengedrückt werden, so daß sich der gesamte Radius nur geringfügig vergrößern würde. Ein Stern kann nur wegen seiner inneren (nuklearen) Hitzequelle größer sein (aber Jupiter müßte 80 mal soviel Masse besitzen, um zum Stern zu werden). Jupiter besitzt ein riesiges Magnetfeld, viel stärker als das der Erde. Seine Magnetosphäre dehnt sich über 650 Millionen km aus (hinter die Umlaufbahn des Saturn!) (Die Form von Jupiters Magnetosphäre ist weit entfernt von kugelförmig -- sie dehnt sich „lediglich“ ein paar Millionen Kilometer in direkter Richtung zur Sonne aus). Jupiters Monde liegen daher innerhalb dieses Magnetfelds, ein Umstand, der teilweise manche Vorgänge auf Io erklären könnte. Zum Unglück zukünftiger Weltraumreisender und als echte Anforderung für die Entwickler der Voyager- und Galileosonden enthält die Umgebung in der Nähe von Jupiter energiereiche Partikel, die in Jupiters Magnetfeld eingefangen sind. Diese „Strahlung“ ist zwar so ähnlich, aber viel intensiver als die, die innerhalb des irdischen Van Allen Gürtels entdeckt wurde. Sie wäre sofort tödlich für einen ungeschützten Menschen. Die Galileo-Atmosphärenprobe entdeckte einen neuen Strahlungsgürtel zwischen Jupiters Ring und den obersten Atmosphärenschichten. Dieser neue Gürtel ist circa 10 mal so stark wie der Van-Allen-Strahlungsgürtel auf der Erde. Überraschend wurde entdeckt, daß dieser Gürtel Heliumionen mit hoher Energie unbekannter Herkunft enthält. Jupiter besitzt wie Saturn Ringe, aber viel feinere und kleinere. Sie waren völlig unerwartet und wurden nur entdeckt, weil zwei Wissenschaftler der Voyager 1 Mission darauf bestanden, daß nach einer Reise von einer Milliarde Kilometern es wenigstens einen kurzen Blick wert war, ob es Ringe gibt. Jeder andere dachte, daß die Wahrscheinlichkeit, welche zu entdecken, verschwindend klein war, aber da waren sie. Das war ein Donnerschlag. Seitdem wurden sie im Infrarotbereich von der Erde aus mit Teleskopen aufgenommen wie auch durch Galileo. Im Gegensatz zu denen des Saturn sind Jupiters Ringe dunkel (Albedo ungefähr 0,05). Wahrscheinlich bestehen sie aus kleinen Felsbrocken. Im weiteren Gegensatz zu den Saturnringen scheinen sie kein Eis zu enthalten. Partikel in Jupiters Ringen bleiben dort wahrscheinlich nicht sehr lange (wegen atmosphärischen und magnetischen Widerständen). Die Galileo-Sonde fand klare Beweise dafür, daß die Ringe ständig von Einschlägen von Mikrometeoren auf den vier inneren Monden gespeist werden, die sehr energiereich sind wegen Jupiters großem Gravitationsfeld. Der innere Halo-Ring wird durch Wechselwirkungen mit Jupiters Magnetfeld erweitert. Im Juli 1994 kollidierte der Komet Shoemaker-Levy 9 mit Jupiter mit spektakulären Ergebnissen. Die Effekte konnten sogar mit Amateurteleskopen beobachtet werden. Der Schutt aus dieser Kollision war hinterher fast ein Jahr lang für das HST sichtbar. Wenn er sich am Nachthimmel aufhält, ist Jupiter häufig der hellste „Stern“ (nur wegen der Venus zweithellster, die aber selten am dunklen Himmel zu sehen ist). Die vier Galileischen Monde sind mit Feldstecher leicht zu sehen, manche Streifen und der GRS können mit kleinen astronomischen Teleskopen ausgemacht werden. Verschiedene Webseiten zeigen die augenblickliche Position des Jupiter (und die anderer Planeten) am Himmel. Genauere und umgänglichere Karten können mit einem Planetariumprogramm wie Starry Night erstellt werden. Jupiters Satelliten Jupiter hat 40 bekannte Satelliten, die vier großen Galileischen Monde, 23 kleiner benannte sowie 13 weitere sehr kleine, die zwar kürzlich entdeckt aber bislang nicht benannt wurden. Jupiter verlangsamt sich allmählich wegen der Flutströme, die durch die vier Galileischen Monde verursacht werden. Dieselben Flutkräfte verändern die Umlaufbahnen der Monde, die sie sich sehr langsam von Jupiter entfernen. Jupiters Satelliten> Io, Europa und Ganymed sind von Flutkräften in einer orbitalen 1:2:4 Kopplung 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 Dauer umkreisen als Ganymed und achtfach zur Zeit von Io. Jupiters Satelliten wurden nach anderen Figuren im Leben des Zeus benannt (meistens seine Geliebten): Metis, Adrastea, Amalthea, Thebe, Io, Europa, Ganymede, Kallisto, Leda, Himalia, Lysithea, Elara, Ananke, Carme, Pasiphae en Sinope.

Weitere planeten: Merkur, Venus, Erde, Mars, Saturn, Uranus, Neptun, Pluto

Een groot gedeelte van deze pagina is overgenomen uit Bill Arnett's Nine Planets.

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