Der Jupiter

Allgemeines

Jupiter ist der größte Planet des Sonnensystems. Sein Durchmesser ist 10mal kleiner als der der Sonne und seine Masse ungefähr 1000mal kleiner, weshalb die mittlere Dichte des Jupiters in etwa der der Sonne entspricht. Würde man die Masse aller Planeten unseres Sonnensystems zusammennehmen so wäre Jupiter trotzdem noch doppelt so schwer.

Von der Erde aus betrachtet ist Jupiter (wenn er in Opposition steht) der zweithellste Planet nach Venus. Mit dem Fernrohr kann man eine ziemlich starke Abplattung und mehrere horizontal angeordnete, abwechselnd dunkle und helle Bänder beobachten. Diese Erscheinungen sind auf die kurze Rotationszeit des Planeten (9h 50min) zurückzuführen. Da die Rotationsgeschwindigkeit am Äquator höher ist (12,6 km/sec) als an den anderen Breiten, nimmt man an, dass es sich bei Jupiter um keinen festen Körper handelt.

In der Hochatmosphäre, also jenem Teil des Jupiters, der der direkten Beobachtung zugänglich ist, kann man Gebilde erkennen, die ihr Aussehen und ihre Lage ständig verändern und im Laufe weniger Tage oder einiger Stunden wieder verschwinden.

Eine Ausnahme bildet der Große Rote Fleck, eine riesige Formation, die bereits seit mindestens drei Jahrhunderten auf der Südhalbkugel des Planeten vorhanden ist.

Aufbau des Jupiter

Jupiter ist ein Gasplanet, der keine feste Oberfläche besitzt. Die Gase werden lediglich in Richtung Mittelpunkt immer dichter. Jupiter besteht zu 90% aus Wasserstoff und zu 10% aus Helium (nach der Anzahl der Atomen sind es 75% zu 25%) mit Spuren von Methan, Wasser, Ammoniak und „Felsen“. Diese Zusammensetzung entspricht in etwa der des ursprünglichen Sonnennebels, aus dem sich das gesamte Sonnensystem formte.

Das Wissen über Jupiter und die anderen Gasplaneten ist ziemlich ungenau. Dies wird sich nicht so schnell ändern, da selbst die Sonde Galileo nur Proben aus dem Bereich 150km unter der Wolkenoberseite sammeln konnte.

Man vermutet, dass Jupiter einen Kern aus felsigem Material im Umfang von ca. 10 bis 15 Erdmassen besitzt. Oberhalb dieses Kerns befindet sich der Hauptanteil des Planeten in Form von flüssigem metallischem Wasserstoff. Diese besondere Form von Wasserstoff besteht aus ionisierten Protonen und Elektronen, wie es sie auch im Inneren der Sonne gibt, nur bei ungleich höherer Temperatur. Im Inneren von Jupiter ist flüssiger Wasserstoff nur aufgrund des hohen Drucks von über 4 Milliarden bar möglich.

Dieser Wasserstoff, der elektrisch leitet, ist wahrscheinlich die Quelle für Jupiters Magnetfeld. Neben dem Wasserstoff enthält diese Schicht auch etwas Helium sowie Spuren von verschiedenen „Eisarten“.

Die äussere Schicht besteht aus gewöhnlichem, molekularem Wasserstoff und Helium, welches im Inneren flüssig und im Äusseren dieser Schicht gasförmig vorliegt. Es gibt auch winzige Mengen an Kohlendioxid, Methan sowie andere einfache Moleküle.

Die Atmosphäre ist der oberste Teil dieser Schicht, darunter (vermutet man) liegen drei getrennte Wolkenschichten aus Ammoniak-Eis, Ammoniumhydrosulfid und einer Mischung aus Eis und Wasser.

Jupiter hat genau den maximalen Durchmesser, den ein Gasplanet haben kann. Würde Jupiter mehr Material ansichziehen, so würde diese von der Schwerkraft zusammengedrückt werden und nur eine geringfügige Radiusvergrößerung nachsichziehen. (Ein Stern kann nur aufgrund einer inneren nuklearen Hitzequelle größer sein)

Magnetfeld und Ringe

Jupiter besitzt ein riesiges Magnetfeld, welches um einiges stärker ist, als das der Erde. Ähnlich wie bei der Erde, ist das Magnetfeld, aufgrund des Sonnenwindes, in Richtung Sonne gestaucht und in die andere Richtung stark in den Raum ausgedehnt. Die Ausdehnung der Magnetosphäre beträgt 650 Mill km, d.h. sie erstreckt sich noch hinter die Umlaufbahn des Saturn.

Jupiters Monde liegen innerhalb des Magnetfeldes, was z.B. die Vorgänge auf Io erklären könnte.

In der Umgebung des Gasplaneten befinden sich energiereiche Partikel, die in dem Magnetfeld gefangen sind. In diesem Bereich herrscht eine intensivere Strahlung, als im Van-Allen-Gürtel der Erde. Für den ungeschützten Menschen ist eine solche Strahlungsbelastung tödlich.

Ein weiterer Strahlungsgürtel wurde zwischen den Ringen und den obersten Atmosphärenschichten entdeckt. Er ist 10mal stärker als der Van-Allen-Gürtel und in ihm sind Heliumionen mit Energie unbekannter Herkunft enthalten.

Jupiters Ringe sind kleiner und dunkler(Albedo ca. 0,05) als die des Saturn. Es handelt sich wahrscheinlich um kleine Felsbrocken, nicht aber um Eis wie bei den Saturnringen.

Man vermutet, dass die Partikel in den Ringen, aufgrund der atmosphärischen und magnetischen Widerstände, nur kurze Zeit dort verweilen. Jedoch werden die Ringe durch regelmäßige Meteoriteneinschläge auf den 4 inneren Monden, die wegen Jupiters großem Gravitationsfeld sehr energetisch sind, gespeisst (Beiweis durch Sonde Galileo).

Der innere Halo-Ring wird durch Wechselwirkungen mit Jupiters Magnetfeld erweitert.

Der Große rote Fleck

Der Große Rote Fleck wurde 1664 von Robert Hooke entdeckt. Es handelt sich hierbei um eine riesige Formation, die bereits seit mindestens drei Jahrhunderten auf der Südhalbkugel des Planeten vorhanden ist. Die Form ist oval mit 25.000km×12.000km, wobei seine größte bisher gemessene Ausdehnung ca. 39.000km×14.000km betrug.

Ähnliche kleinere Flecken sind auf Jupiter bereits seit Jahrzehnten 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.

Es ist bisher unbekannt, wie sich solche Strukturen, die auch auf Saturn und Neptun entdeckt wurden, so lange erhalten können.

 

Daten des Jupiter

Physikalische Eigenschaften
Masse (1024 kg) 1898,6
Volumen (1010 km3) 143128
Äquatorialradius (km) 71492
Polarradius (km) 66854
mittlerer Radius (km) 69911
Kernradius (km)  
Abplattung 0,06487
Albedo 0,343
Fluchtgeschwindigkeit (km/s) 59,5
Oberflächenschwerkraft (m/s2) 23,12
mittlere Dichte (kg/m3) 1326
natürliche Satelliten 39
planetarisches Ringsystem ja

 

Bahneigenschaften
große Halbachse (106 km) 778,57
Aphel (106 km) 816,62
Perihel (106 km) 740,52
Bahnexzentrizität 0,0489
Bahnneigung (Grad) 1,304
Tageslänge (h) 9,9259
Neigung gegen die Bahnebene (Grad) 3,13