Jupiter
Der größte Planet im Sonnensystem und der fünfte von der Sonne. Nach der Venus ist er von der Erde aus gesehen der zweithellste Planet.
Jupiter ist zehnmal so groß wie die Erde und erreicht ein Zehntel der Sonnengröße. Seine Masse beträgt 0,1 Prozent der Sonnenmasse, in seiner Zusammensetzung gleicht er dem Zentralgestirn - er besteht zu 90 Prozent aus Wasserstoff (der in Jupiter in molekularer Form vorliegt) und zu etwa 10 Prozent aus Helium. Von den Spurengasen sind die wichtigsten Wasserdampf, Methan und Ammoniak. Es gibt unter den Wolkenschichten keine feste Oberfläche. Stattdessen findet mit dem nach unten hin zunehmenden Druck ein langsamer Übergang vom gasförmigen zum flüssigen Zustand statt, gefolgt von einem plötzlichen Übergang zu einer metallischen Flüssigkeit, in der die Atome von ihren Elektronen befreit sind. Ganz im Zentrum könnte sich ein kleiner Kern aus Gestein oder vielleicht Eis befinden.
Durch seine innere Energiequelle - die Wärme, die während seiner Entstehung durch den Gravitationskollaps erzeugt wurde -, strahlt der Planet zwischen 1,5 und zweimal so viel Wärme ab, wie er von der Sonne absorbiert.
Im visuellen Licht erkennt man, daß die Scheibe des Jupiter von abwechselnd hellen und dunklen Gürteln durchzogen ist. Die Ergebnisse von vier Raumsonden, die Jupiter zwischen 1973 und 1981 erreichten (Pioneers 10 und 11, Voyagers 1 und 2), haben die Komplexität der Flußverteilung innerhalb dieser Bänder deutlich gemacht. Es gibt fünf oder sechs auf jeder Hemisphäre, die mit Windströmungen korrelieren.
Weiße oder farbige Ovale erscheinen als relativ langlebige Merkmale. Das bekannteste und auffälligste ist der Große Rote Fleck, der bereits seit etwa 300 Jahren beobachtet wird. Der Ursprung dieses Merkmals, das so breit ist wie die Erde, ist unsicher. Nach gängiger Theorie könnte es sich im wesentlichen um einen riesigen Antizyklon handeln.
Die farbigen Wolken befinden sich in den höchsten Schichten - die Dicke dieser Schichten macht nur 0,1 bis 0,3 Prozent des Gesamtradius aus. Die Herkunft der starken Färbung gibt nach wie vor Rätsel auf, obwohl es als sicher gilt, daß Spurenanteile der Atmosphäre daran beteiligt sind. Die Färbung der Wolken variiert mit der Höhe: Blaue Bereiche sind die tiefsten, gefolgt von den braunen, weißen und schließlich den roten, die sich in höchsten Regionen finden.
Eine von der Raumsonde Galileo ausgesetzte Atmosphärenkapsel sank 1995 an einem Fallschirm durch die obere Jupiteratmosphäre und funkte Daten über die dort vorkommenden Bestandteile und die physikalischen Bedingungen. Erdgebundene Beobachtungen der Eintrittsstelle der Kapsel zeigten, daß es sich dabei um einen relativ wolkenfreien Fleck handelte, wodurch sich erklärte, warum nahezu keine Spuren der erwarteten drei Wolkenschichten - Ammoniakkristalle ganz oben, Ammoniakhydrosulphid in der Mitte und Wasser und Eiskristalle ganz unten - gefunden wurden. Die Windgeschwindigkeit war mit bis zu 530 km/h sogar höher als angenommen. Die Kapsel registrierte vor dem Eintritt in die Atmosphäre einen intensiven Strahlungsgürtel.
Die Existenz eines schwachen Rings um Jupiter wurde erstmals 1974 aufgrund der Pioneer-11-Ergebnisse vermutet; die Voyager-Bilder lieferten schließlich die direkte Bestätigung. Der Hauptteil des Rings liegt zwischen 1,72 und 1,81 Jupiter-Radien vom Zentrum des Planeten entfernt. Aufgrund der Beschaffenheit des Rings müssen viele Teilchen eine Größe von wenigen Mikrometern aufweisen. Der Ring muß ununterbrochen aufgefüllt werden. Die dafür in Betracht kommende Quelle stellt vermutlich eine Ansammlung von Felsbrocken in der Umlaufbahn dar, die kontinuierlich von Hochgeschwindigkeits-Partikeln bombardiert werden.
Bis 1999 wurden sechzehn natürliche Monde entdeckt, die Jupiter umkreisen. Dann wurden aufgrund einer systematischen Suche zahlreiche weitere äußere Trabanten des Riesenplaneten entdeckt. Bis Anfang des Jahres 2005 stieg die Zahl der bekannten Monde auf 63 und man geht mittlerweile davon aus, dass in den nächsten Jahren bis zu 100 weitere Monde gefunden werden könnten. Sie werden in mehrere Gruppen aufgeteilt:
Die vier kleinen inneren Monde (Metis, Adrastea, Amalthea und Thebe) sowie die vier großen Galileischen Monde (Io, Europa, Ganymed und Kallisto) befinden sich auf Kreisbahnen in der Äquatorebene.
Weiter davon entfernt befinden sich die Themisto- und die Himalia-Gruppe (Leda, Himalia, Lysithea, Elara und andere), kleine Monde in Kreisbahnen, die gegen die Äquatorebene geneigt sind.
Die Monde der äußersten Gruppe sind kleine Körper auf retrograden Bahnen, die relativ exzentrische Ellipsen und deutlich gegen die Äquatorebene geneigt sind. Diese Bahnen liegen alle im Abstand zwischen 18 und 24 Millionen Kilometer von Jupiter entfernt.
Die vier Galileischen Monde und ihre Bahnbewegungen sind mit einem kleinen Teleskop oder einem Feldstecher leicht zu erkennen.
1955 wurde die Radioemission des Jupiter entdeckt. Es war der erste Hinweis auf ein starkes Magnetfeld, das 4000mal stärker ist als das der Erde. Die Magnetosphäre ist infolgedessen 100mal größer. Die Radioemission wird von Elektronen verursacht, die sich spiralförmig um die Feldlinien bewegen. Eingefangene Elektronen in der Nähe des Planeten verursachen Synchrotronstrahlung im Bereich der Dezimeter-Wellenlängen. Dekameterstrahlung, die nur in bestimmten Gebieten des Planeten beobachtet wird, hat mit der Wechselwirkung zwischen Jupiters Ionosphäre und seinem Mond Io zu tun, dessen Bahn innerhalb eines riesigen Plasmatorus liegt. Durch diese Wechselwirkung kommt es auch zu Polarlichterscheinungen. Von den Voyager-Sonden wurde auch Strahlung im Kilometer-Wellenlängenbereich entdeckt, die ihren Ursprung in hohen Breiten nahe des Planeten und im Plasmatorus hat.
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Die Daten des Planeten Jupiter |
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Mittlere Entfernung von der Sonne |
7,7841202 x 108 km (5,20336 AE) |
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Kleinste Entfernung von der Sonne |
7,407426 x 108 km (4,952 AE) |
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Größte Entfernung von der Sonne |
8,160814 x 108 km (5,455 AE) |
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Größe des Radius am Äquator |
7,1492 x 104 km |
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Volumen |
1,4255 x 1015 km3 |
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Masse |
1,8987 x 1027 kg |
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Dichte |
1,33 g/cm3 |
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Oberfläche |
6,21796 x 1010 km2 |
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Oberflächenschwerkraft am Äquator |
20,87 m/s2 |
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Entweichgeschwindigkeit |
59.540 m/s |
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Dauer der siderischen Rotationsperiode |
0,41354 Tage oder 9,925 Stunden |
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Mittlere Umlaufzeit um die Sonne |
11,8565 Jahre oder 4.330,6 Tage |
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Mittlere Umlaufgeschwindigkeit um die Sonne |
13.069,7 m/s |
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Numerische Exzentrität |
0,04839 |
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Bahnneigung zur Sonnenbahn |
1,305° |
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Äquatorneigung zur Umlaufbahn |
3,12° |
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Oberflächentemperatur |
Effektiv -148° C |
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Anzahl der Monde |
63 |
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Benutzte Quellen - Text: Astronomie-Lexikon RedShift / Daten: Seiten der NASA und der ESA / Bilder: (c) NASA Planetary Photojournal