Die Planeten des Sonnensystems
Der Jupiter

Nachdem wir bis jetzt die inneren Planeten und danach die Planetoiden erkundet hatten, kommen wir nun zu den großen Gasplaneten. Gasplaneten deshalb, weil sie relativ kleine Kernbereiche aus Silikaten und Metallen besitzen und von mächtigen Atmosphären umgeben sind. Bei Jupiter schätzt man diesen Kern auf 15 – 20 Erdmassen. Die Atmosphären dieser Planeten bestehen überwiegend aus sogenannten Urgasen, welche nach dem „Urknall“ entstanden. Es ist dies der Wasserstoff, das Helium und das Lithium. Dass noch andere Gase hinzukommen, liegt dann an den verschiedenen Ausgasungen der Plantenkerne.


Aber auch die unterschiedliche Verteilung der Elemente in der Protoplanetaren Scheibe, aus welcher sich das Sonnensystem gebildet hat, hatte maßgeblichen Einfluß darauf. Wie wir ja wissen, ist unser Sonnsensystem in zweiter oder dritter Sternengeneration enstanden, weshalb auch schon schwere Elemente zur Bildung der Planeten beitragen konnten. Dadurch war es möglich, dass sich jene entsprechenden Verbindungen der Molekülen bildeten, wie wir es heute in den Planetenatmosphären antreffen. Dazu gehören vorwiegend Kohlenwasserstoffe wie Methangas (CH4), aber auch Ethan (C2H6) und Acetylen (C2H2).


Neben Schwefelwasserstoffen und Chlorverbindungen sind noch Stickstoffverbindungen wie Ammoniak (NH3) vorhanden. Aber es gibt auch Wasserdampf in geringen Mengen, obwohl gerade die Jupiteratmosphäre in den oberen Schichten viel trockener ist, als es von den Wissenschaftlern erwartet wurde. Dies konnte mit der Sonde erkundet werden, welche von der Galileo-Sonde in die Jupiteratmosphäre geschickt wurde. Leider hielt diese Sonde dem schnell ansteigenden Druck beim Abstieg nicht lange stand und verstummte schon bald. Tatsache ist jedenfalls, dass die obere Jupiteratmosphäre zu fast 90% aus Wasserstoff und zu annähernd 10% aus Helium besteht. Für die unterschiedlichen Wolkenfärbungen werden häuptsächlich verschieden Schwefelverbindungen verantwortlich sein. Sauerstoff konnte hingegen nur in gebundener Form nachgewiesen werden, was auch besser ist, denn sonst könnten kleinste Funken riesige Explosionen auslösen, weil so große Mengen brennbare Gase vorhanden sind. Ohne freien Sauerstoff besteht diese Gefahr jedoch nicht!

Jupiter wurde durch die Pioneer- und Voyager-Sonden, sowie „Galileo“ erkundet. Letztere Sonde hat sich ganz besonders bewährt. Hatte man sie doch schon längst nach den ersten Io- Encountern abgeschrieben, weil man annahm, sie würde durch das starke Magnetfeld Jupiters und der damit verbunden Ionenstrahlung, relativ schnell zerstört werden. Doch ganz im Gegenteil dazu hat sich „Galileo“ als unglaublich robust erwiesen. Daraufhin wurde die Mission schon mehrfach verlängert. Dabei diente die Sonde vornehmlich der Erkundung der Jupiter - Trabanten, denn noch näher an Jupiter heranzufliegen, hätte wirklich ihre Zerstörung bedeutet.

Jupiters Magnetfeld ist mit 1,2 x 10 -3 Tesla 24fach stärker als das Erdmagnetfeld und es erstreckt sich bis zu 7 Millionen km in den Raum hinaus, wobei dies keine genaue Grenze darstellt. Die Polarität dieses Magnetfeldes ist gegenüber der Erde entgegengesetzt gepolt, wodurch sich der Nordpol aus unserer Sicht unten befindet. Da wir den Jupiter jedoch in der Regel in Teleskopen auf dem Kopf stehend sehen, ist wieder alles in Odnung und wir sehen den Nordpol oben. Es läßt sich jedoch leicht feststellen, wo sich welcher Pol befindet, weil der „Große Rote Fleck“ in der Jupiteratmosphäre dem Südpol näher ist. Dieser Fleck ist nichts anderes als ein riesiges Hochdruckgebiet und gleichzeitig ein Wirbelsturm, der schon seit 1665 bekannt ist.

Um die Mechanik dieses so lange anhaltenden Sturmes zu verstehen, haben Wissenschaftler in einer großen runden Wanne, verschieden dichte und unterschiedlich eingefärbte Flüssigkeiten eingefüllt. Dann wurde die Wanne in Rotation versetzt und siehe da, es bildeten sich vergleichbare Bedingungen wie in der Jupiteratmosphäre. Je nach Schwere separierten sich die Flüssigkeiten durch die Zentrifugalkraft, wobei sich die schwerste am Innenrand der Wanne sammelte und in der Mitte sich die leichteste befand. Dies war jedoch beabsichtigt und ein ganz anderer Effekt wurde erwartet. Es zeigte sich auch schon nach kurzer Rotationzeit, dass sich an den Grenzen der unterschiedlichen Flüssigkeiten kleinere Wirbel bildeten. Doch damit nicht genug, diese wanderten bald mit etwas unterschiedlicher Geschwindigkeit auf ihren Umlaufbahnen um die Wannenmitte. Und dann trat das völlig Unerwartete ein! Erste Wirbel vereinigten sich zu einem größer werdenden Wirbel, welcher sich in einer vergleichbaren Position, wie der GRF in der Jupiteratmosphäre befand. Nachdem er eine bestimmte Größe erreicht hatte, wuchs er zwar nicht weiter, wurde andererseits immer wieder durch kleinere Wirbel verstärkt, denn diese liefen in langen und unregelmäßigen Abständen in den großen Wirbel hinein. Diese kleinen Wirbel entstanden an verschiedenen Stellen immer wieder neu und so konnte der große Wirbel auf lange Sicht erhalten werden. Damit war die Langlebigkeit dieses Wirbelsturmes hinreichend erklärt. Mit seine Ausmaßen von 40.000 x 14.000 Kilometern ist dieser Fleck flächenmäßig, etwa 3,4415mal größer als die Erdquerschnittsfläche.

Jupiter ist mit fast 318 Erdmassen mehr als doppelt so schwer, wie alle anderen Planeten in unserem System zusammengenommen. Seine mittlere Dichte entspricht mit 1,33 kg/dm3 nur rund einem Viertel der Erddichte, doch in größeren Tiefen werden Gase mit zunehmenenden Druck bei einigen hundert bar Überdruck verflüssigt. In einer großen Zone um den Kern, also in noch viel größeren Tiefen, sollen die Gase dann bei mehreren tausend bar sogar metallischen Charakter annehmen. Das Innere Jupiters ist mit ca. 20.000 K noch sehr warm, wogegen in der Hochatmosphäre um -170º C herrschen. Dennoch gibt Jupiter 1,9mal mehr Wärme ab, als er durch Bestrahlung von der Sonne erhält.

Bei den im Inneren vorhandenen hohen Temperaturen und dem Druck, muß sich der Kohlenstoff zu Diamant verdichtet haben, ganz so wie es von Athur C. Clark in Odyssee 2064 beschrieben wurde.

Jupiter befindet sich etwa 5,2mal weiter von der Sonne entfernt als unsere Erde. Dabei entspricht die mittlere Entfernung 778,5 Millionen km. Seine Rotationsperiode beträgt nur 9h und 50' 29,7" und er braucht für ein Jupiterjahr 11,86 Erdjahre. Er bewegt sich mit duchschnittlich 13,07 km/s um unseren Zentralstern. In Opposition erreicht er eine Helligkeit bis -2, m5 und einen scheinbaren Durchmesser von 50". In Erdferne hat er dagegen nur noch etwa 30" scheinbaren Durchmesser. Mit seiner Helligkeit von -2, m5, ist er sogar heller als Sirius, welcher mit-2, m0 der hellste Stern am Nachthimmel ist. Dies ist auf die sehr hohe Albedo Jupiters mit 0,70 zurückzuführen. Keinerlei dunkle Oberflächengebiete sind sichtbar, sondern nur seine stark reflektierende, wolkige Atmosphäre. Aufgrund seiner sehr schnellen Rotation in weniger als zehn Stunden, hat er die stärkste Abplattung aller bekannten Planeten. Diese beträgt 0,063 und ist mit kleinen Teleskopen schon erkennbar.

Was sie Wissenschaftler aber ganz besonders erstaunt hat: auch dieser Planet ist von einem Ring umgeben. Von der Erde ist dieser Ring aber selbst mit den besten Teleskopen nicht erkennbar. Erst die Voyager-Sonde I entdeckte ihn und erstmalig konnter er vier Monate später am 10. Juli 1979 von Voyager II fotografiert werden. Dabei befand sich die Sonde 1,3 Millionen km weit hinter dem Jupiter in seinem Schatten. Da erstrahlte dann der Ring im Sonnenlicht.
Insgesamt 16 Trabanten sind bisher entdeckt worden. Die bekanntesten sind allerdings schon von Galileo Galilei entdeckt und nach ihm bennant worden. Sie werden deshalb auch heute noch die "Galileischen Monde" genannt und sind die bis heute am besten erforschten Trabanten in unserem Sonnensystem.

Mit seinen Trabanten könnte man Jupiter vergleichbar als Miniatursystem ansehen, nur dass Jupiter eben kein Stern ist, sonder ein Planet. Nur Sterne sind, selbstleuchtende Objekte im Weltall, wogegen Planeten nur das Licht ihrer Zentralsterne von ihrer Tagesseite reflektieren.

Diese Aussage ist zugleich richtig und falsch!

Richtig ist sie, wenn wir sie auf den Spektrumsbereich des für uns sichtbaren Lichtes beschränken.
Falsch ist sie jedoch, wenn wir diesen Bereich bis in den Infraroten- und gar Radiowellenbereich ausdehnen.
In diesen Bereichen strahlt jediglich Materie mehr oder weniger, ganz entsprechend ihren nach außen wirkenden Temperaturen. Mit den dazu erforderlichen Hilfsmitteln können wir also auch Planeten als selbstleuchtende
Objekte "sehen"!
Geschichtlich gesehen war Jupiter der höchste Gott der Römer, wogegen er für die Griechen Zeus verkörperte und bei den Germanen war er der Gott Wotan. Bemerkenswert ist, dass in allen drei so unterschiedlichen Kulturen, Jupiter als Gott mit Blitz und Donner in Verbindung gebracht wurde.

Dies läßt auf einen gemeinsamen Ursprung des Götterglaubens schließen, der bis in den hohen Norden zu den Wikkingern reichte. Dort wurde er Odin genannt. Schaut man sich dann in Übersee um, so lassen sich bemerkenswerter Weise, auch hier schnell vergleichbare Götterdarstellungen mit Jupiter in Verbindung bringen.
Mars war dagegen in allen Kulturen der Kriegsgott. Venus die Göttin der Liebe und der Fruchtbarkeit. Jupiter hingegen der Göttervater und Saturn der Jäger. Dies trifft kommt natürlich nicht bei allen Völkern zu und es kommen auch gewisse Abwandlungen vor, doch die Zusammenhänge sind schon erstaunlich.

Es muß also schon in frühesten Zeiten eine weltumspannende Kenntnis der Planeten und damit verkörperten Göttern gegeben haben. Wenn dem aber so ist, dann gab es auch damals schon Hochkulturen mit entsprechenden Verkehrsmitteln. Nur so konnten die damaligen Völker der verschiedenen Kontinente ihr Wissen ausgetauscht haben.
Für uns ist Jupiter von so großem Interesse, weil er einige sehr interessante Trabanten hat. Es handelt sich dabei um die "Galileischen Monde"! Es sind dies die Trabanten Io, Europa, Ganymed und Kallisto. Ihre Umlaufbahnen befinden sich tief im Inneren des Jupitermagnetfeldes, denn die mittlere Entfernungen betragen für Io 422.000 km, Europa 671.000 km, Ganymed 1.070.000 km und für Kallisto 1.883.000 km. Das Magentfeld reicht aber 7 Millionen km in das Weltall und somit bewegen sie sich in noch sehr starken Feldbereichen. Schon in der Weltallkunde "Sommer 1999" (Juni), habe ich beschrieben, wie es zu der starken inneren Erwärmung dieser Trabanten durch elektrodynamische Wirkung kommen kann. Dabei ging ich davon aus, dass es nicht die Gezeitenkräfte sind, weil diese nicht relevant sein können, da sich alle vier genannten Trabanten durch eine gebundene Rotation auszeichnen und sich nur schwache Gezeitenwirkungen der Trabanten untereinander auswirken können, die aber zu unregelmäßig und schwach für diesen starken Heizeffekt sind. Nur wenige Monate nach meiner Beschreibung veröffentlichten die amerikanischen Forscher Robert T. Pappalardo, James W. Head und Ronald Greeley in "SCIENTIFIC AMERICAN, Oktober 1999" den Artikel "The Hidden Ocean of Europa" (Der verborgene Ozean von Europa). In diesem Arikel beschrieben sie etwas beiläufig, aber fast wörtlich den von mir zuvor beschriebenen Effekt.

Darin sehe ich eine direkt Bestätigung meines Modelles, auch wenn in bisher gewohnter Weise die Gezeitenkräfte als Hauptkräfte dargestellt werden. Tatsache ist es, dass die Trabanten stark erwärmt werden, wovon besonders Io und Europa betroffen sind. Io ist allerdings nur von seiner Zusammensetzung interessant und wegen seines überaus heißem Vulkanismus. Die Europa ist eingentlich der große Forschungsfavorit, da man auf ihr Wasser in flüssiger Form erwartet. Ein riesiger Ozean aus salzhaltigem Wasser, wird unter einer recht dünnen Eisdecke vermutet. Diese Eisdecke soll nach neuesten Ergebnissen durch die Sonde "Galileo", zumindest teilweise nicht dicker als die Eisdecke auf der Erde in der Antarktis sein. Durch unterschiedlich stark wirkende Gravitationskräfte soll sie immer wieder aufbrechen, wodurch ihr charakteristisches Oberflächenmuster entsteht. Die Europa hat eine stark exentrische Umlaufbahn, wodurch die Gravitationskräfte mal schwächer und mal stärker wirken. Hierdurch verformt sich die schwimmende Eisdecke und zerbricht, um dann erneut zu gefrieren.

Wir kennen diesen Effekt von der Erde, allerdings etwas anders. Durch die Erdrotation und der Anziehungskraft des Mondes bedingt, wird die Erdkruste täglich um zirka einen Zentimeter angehoben und wieder gesenkt. Um wieviel muß sich dann diese Kraft auf den Mond auswirken? In keiner Weise, da er ja in bezug Erde scheinbar nicht rotiert. Auch bei ihm kann nur die einmal nähere und dann wieder die größere Entfernung eine Veränderung hervorrufen. Er wird dadurch etwas Birnenförmig deformiert, doch diese Deformation ist weitgehend beständig und unterliegt nur ganz geringen Veränderungen.

Nun ist die Umlaufbahn der Europa wesentlich weiter enfernt als die der Mondbahn von der Erde. Dafür ist Jupiters Gravitation etwa 2,4fach stärker als die der Erde, womit dann sogar etwas weniger Gravitationskräfte auf die Europa einwirken, als auf unseren Mond. Damit die gleiche Stärke auf die Europa einwirken könnte, müsste Jupiters Gravtation etwa 3,8fach stärker als die der Erde sein. Hieran können Sie schon ermessen, dass dadurch keine starke Aufheizung entstehen kann, denn sonst wäre der Mond vergleichbar wärmer in seinem Inneren. Frage: Wie oft muß man ein Brett hin- und herbiegen, damit sich eine meßbare Erwärmung einstellt?

Insgesamt sind 16 Trabanten des Jupiters bekannt, welche stets in Vierergruppen auftreten. Dies ist eine ganz bemerkenswerte Vorgehensweise der Natur, deren Hintergrund noch nicht vollständig geklärt ist. Eine mögliche Erklärung dazu hatte schon Herr Einhard Behr gegeben. Diese trifft mit großer Wahrscheinlichkeit zu.
Danach sollen sich bei der Enstehung des Sonnensystems sie Einzelkörper durch zu großen Rotationsimpuls mehrfach getrennt haben und dies immer paarweise. Aus einem Körper wurden so erst zwei, die sich jeweils nochmals trennten. Das Resultat waren dann die Vierergruppen. Dieser Rotationsimpuls kann zwar allgemein nicht zugenommen haben, doch verstärkt sich die Rotationsgeschwindigkeit, wenn sich ein Körper verdichtet und damit der Durchmesser kleiner wird. Hierdurch entstehen dann die erforderlichen Fliehkräfte für eine Spaltung. Dies alles muß stattgefunden haben, als sich die Gase zu flüssigen und später zu festen Körpern mit dem Staub des Weltalls verdichtet haben. Bei diesen Verdichtungen traten die beschriebenen Effekte ein.

Hinweis: Der WELTALLKUNDE Winter 97 lag eine gelbe Seite der Kolloquium-Reihe bei, in der ich versuchte, die Abläufe darzustellen.

 

 

Die bisher bekannten 16 Jupiter-Trabanten

 

Bezeichnung Name
Abstand in km
Durchmesser in km
Grad -Nord
J XVI
J XV
J V
J XIV
Metis
Adrastea
Amathea
Thebe
128.000
129.000
181.000
222.000
40 x 30
25 x 14
270 x 150
110 x 10
0,5º
?
0,4º
?
J I
J II
J III
J IV
Io
Europa
Ganymed
Kallisto
422.000
671.000
1.070.000
1.883.000
3630
3138
5262
4883
0,04º
0,47º
0,21º
0,51º
J XIII
J VI
J X
J IV
Leda
Himalia
Lysithea
Elara
11.094.000
11.480.000
11.720.000
11.737.000

16
186
36
76

26,07º
27,63º
29,02º
24,77º
J XII
J XI
J VIII
J IX
Ananke
Carme
Pasiphae
Sinope
21.200.000
22.600.000
23.500.000
23.700.000
ca. 30
ca. 40
ca. 50
ca. 36
147º R
164º R
145º R
153º R

 

Bezeichnung
Name
Abstand in km
Durchmesser in km
Grad -Nord

J XVI
J XV
J V
J XIV
Metis
Adrastea
Amathea
Thebe
128.000
129.000
181.000
222.000
40 x 30
25 x 14
270 x 150
110 x 10
0,5º
?
0,4º
?

J I
J II
J III
J IV
Io
Europa
Ganymed
Kallisto
422.000
671.000
1.070.000
1.883.000
3630
3138
5262
4883
0,04º
0,47º
0,21º
0,51º

J XIII
J VI
J X
J IV
Leda
Himalia
Lysithea
Elara
11.094.000
11.480.000
11.720.000
11.737.000
16
186
36
76
26,07º
27,63º
29,02º
24,77º

J XII
J XI
J VIII
J IX
Ananke
Carme
Pasiphae
Sinope
21.200.000
22.600.000
23.500.000
23.700.000
ca. 30
ca. 40
ca. 50
ca. 36
147º R
164º R
145º R
153º R