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Der Planet Jupiter ist ein wunderbares Beispiel für die Kreativität des Herrn. Er unterscheidet sich bemerkenswert von den anderen Planeten, die wir zuvor in dieser Serie untersucht haben. Der Jupiter besitzt keine feste Oberfläche, sondern ist ein riesiges Sphäroid aus Gas - elfmal so groß wie der Durchmesser der Erde -, der durch seine eigene Schwerkraft zusammengehalten wird. Der Gasdruck steigt mit der Tiefe an wodurch das Gas schließlich flüssig wird.
Besonderheiten des Jupiters
Als der fünfte Planet von der Sonne aus betrachtet, besteht Jupiter hauptsächlich aus Wasserstoff und Helium, den gleichen Gasen, aus denen die Sonne besteht. Die viel kühlere Temperatur von Jupiter ermöglicht jedoch die Bildung von Molekülen wie Ammoniak, Wasser und Methan aus verschiedenen Spurenelementen. Diese molekularen Verbindungen verursachen Jupiters bunte Wolkenformationen.
Jupiter ist massiv - das entspricht 318 Erden! Wenn wir es auf eine Waage bringen könnten, würde Jupiter mehr als doppelt so viel wiegen wie alle anderen Planeten zusammen. Jupiter ist so massiv, dass seine Schwerkraft leicht, aber merklich die Bewegungen der anderen Planeten beeinflusst. Astronomen müssen dies bei ihren Berechnungen berücksichtigen, wenn sie die genauen Positionen von Planeten vorhersagen. Aufgrund seiner Größe ist die Jupiterscheibe mit fast jedem kleinen Teleskop oder sogar mit einem guten Fernglas gut sichtbar, obwohl sie 800 Millionen km von der Erde entfernt ist.
Eine Reihe von Jupiters Besonderheiten stimmen mit seinem biblischen Alter von etwa 6.000 Jahren überein, sind aber kaum zu erklären, wenn man Rahmenbedingungen für ein mehrere Milliarden Jahre altes Sonnensystem annimmt. Eine davon ist sein starkes Magnetfeld. Da magnetische Felder mit der Zeit zerfallen, ist es schwer zu verstehen, wie Jupiter über Milliarden von Jahren ein so mächtiges Feld erhalten konnte. Ein weiterer Hinweis auf die Jugend ist Jupiters Wärme. Jupiter emittiert fast doppelt so viel Energie, wie er von der Sonne erhält. Wie Popcorn, frisch aus der Mikrowelle, kühlen Planeten allmählich ab, wenn sie Wärme in den Weltraum strahlen. Jupiter ist groß genug, um dies seit Tausenden von Jahren zu tun. Aber wenn es wirklich Milliarden Jahre alt wäre, warum ist es dann nicht lange abgekühlt? Beobachtungen von Jupiter
Jupiter ist ein ideales Ziel für ein kleines Amateur-Teleskop. Der Planet ist leicht zu finden, weil er extrem hell ist - nur die Venus ist heller. Der Jupiter scheint durch den Himmel der schmutzigsten Stadt und sorgt immer eine gute Show, die den Zuschauern detaillierte Wolkenmerkmale offenbart. Starke Winde ziehen die Wolken in farbenprächtige "Gürtel" und "Zonen", die den Jupiter parallel zum Äquator umkreisen. Gürtel sind die dunklen bräunlich-orangenen Züge und die Zonen sind heller. Wie die Jet-Ströme der Erde markieren diese Wolken die unterschiedliche Rotation der Jupiter-Atmosphäre.
Typischerweise sind die nördlichen und südlichen äquatorialen Gürtel, die den Jupiter-Äquator einschließen, am sichtbarsten. Aber bei größeren Teleskopen unter guten Beobachtungsbedingungen ist es oft möglich, mehrere dünnere Bänder zu sehen und vielleicht sogar kleine Störungen, die in ihnen stattfinden. Es überrascht nicht, dass diese Wolkenformationen dynamisch sind, sich von Jahr zu Jahr ändern, leicht wachsen oder schrumpfen und subtile Farbveränderungen erfahren. Gelegentlich verschwindet ein Gürtel für einige Zeit vollständig. Dies geschah 2010 mit dem südlichen Äquatorialgürtel und veränderte das Erscheinungsbild von Jupiter radikal, bis der Gürtel 2011 wieder erschien. Da er nie genau gleich aussieht, macht Jupiter immer Spaß.
Besonders interessant ist der Große Rote Fleck, ein großes, etwas dauerhafteres Merkmal, das sich direkt unterhalb des südlichen Äquatorialgürtels des Jupiter befindet. Der Rote Fleck ist ein Sturmwirbel, im Wesentlichen ein Hurrikan, ungefähr doppelt so breit wie die Erde. Hurrikans auf der Erde werden von warmem Meerwasser angetrieben und beruhigen sich, wenn sie sich über Land bewegen. Da Jupiter jedoch kein Land besitzt, wird der Große Rote Fleck auf unbestimmte Zeit angetrieben. Er ist mindestens 350 Jahre alt. Dieser prächtige Sturm wurde 1664 von Robert Hooke entdeckt. Vor dieser Zeit waren Teleskope optisch nicht ausreichend, um solche Merkmale zu erkennen, so dass der Rote Fleck tatsächlich viel älter sein könnte.
Trotz seines Namens ist der Große Rote Fleck momentan eher orange gefärbt und seine Farbe ändert sich mit der Zeit. In den 1990er Jahren hatte es eine hellrosa Farbe angenommen, die den Kontrast verringerte und es sehr schwierig machte, ihn mit einem Armateur-Teleskope zu sehen. Obwohl er seitdem dunkel geworden ist, ist die Stelle nicht immer leicht zu sehen. Da sich der Jupiter dreht, ist der Große Rote Fleck häufig auf der anderen Seite des Planeten und in 50% der Fälle nicht zu sehen. Aber selbst auf der der Erde zugewandten Seite des Jupiter ist der Große Rote Fleck in der Nähe der Extremität (der Kante der Scheibe) schwer zu erkennen. Die beste Sicht ist, wenn, wie man sagt, der Spot "durchläuft" oder nahe der horizontalen Mitte die Scheibe durchläuft, ein Vorkommnis, das bis zu einem Monat im Voraus vorhersagbar ist. Zuschauer können anstehende Transitzeiten auf verschiedenen Astronomie-Websites finden.
Jupiter rotiert in weniger als 10 Stunden - schneller als jeder andere Planet. Diese schnelle Rotation, kombiniert mit der außergewöhnlichen Größe des Jupiters, lässt den Planeten am Äquator wölben. Selbst durch ein anständiges Armateur-Teleskop wird deutlich, dass Jupiter nicht genau rund ist. Eine solche schnelle Rotation bedeutet auch, dass Sie, wenn Sie Jupiter zweimal an einem Abend, im Abstand zwei bis drei Stunden, betrachten, einen anderen Blick beim zweiten Durchgang bekommen, da Jupiter ein Fünftel seiner Rotation vollführt hat. Der Effekt macht sich besonders bemerkbar, wenn der Rote Punkt in der Nähe von Jupiters Zentrum ist.
Die galileischen Satelliten
Jupiter selbst ist wunderbar in einem kleinen Teleskop zu sehen, aber der Beobachter wird auch von der Anwesenheit von vier schönen, hellen "Sternen" beeindruckt sein, die immer in der Nähe von Jupiter und an seinem Äquator ausgerichtet sind. Dies sind Monde - natürliche Satelliten, die den Jupiter umkreisen. Sie erscheinen immer in einer fast geraden Linie, weil sie in der Ebene des Jupiter-Äquators kreisen, und wir sehen das Jupiter-System wie an einer Kante; Aus demselben Grund sieht ein Frisbee von der Seite gesehen wie eine gerade Linie aus. Diese vier Monde sind sogar hell genug, um mit einem Fernglas gesehen zu werden. Sie waren die ersten entdeckten Monde, die einen anderen Planeten umkreisten, eine Entdeckung, die unsere Sicht auf das Universum veränderte.
Bevor Galilei 1609 sein eigenes Teleskop baute und in den Himmel blickte, hatte niemand die Möglichkeit in Erwägung gezogen, dass andere Planeten Monde haben könnten. Soweit man wusste, gab es einfach den Mond, der die Erde umkreist. Zu dieser Zeit glaubten die meisten Astronomen, dass alles die Erde umkreiste, einschließlich der anderen Planeten und der Sonne - dies wird als geozentrische Sicht bezeichnet. Als Galilei sein Teleskop zum ersten Mal auf Jupiter richtete, war er erfreut, vier neue Welten zu entdecken, die niemand zuvor außer Gott kannte. Was für ein Moment muss das gewesen sein! Und indem er diese Monde Nacht für Nacht beobachtete, konnte er deutlich sehen, dass sie den Jupiter umkreisten. Dies widerlegt stark die geozentrische Behauptung, dass alles um die Erde kreisen muss. Galileo hatte ein deutliches Gegenbeispiel gefunden, das den Weg für eine erhöhte Akzeptanz des heliozentrischen Sonnensystems ebnete - die Vorstellung, dass Planeten, einschließlich der Erde, die Sonne umkreisen. Diese vier Monde heißen nun zu Ehren ihres Entdeckers Galileische Satelliten.
In der Reihenfolge zunehmender Orbitalentfernung von Jupiter heißen die galiläischen Satelliten Io, Europa, Ganymed und Callisto. Im Gegensatz zum gasförmigen Jupiter sind diese Monde feste Körper aus Stein und Eis. Jupiter und seine Monde sind wie ein Miniatur-Sonnensystem, wobei die inneren Monde schneller umkreisen als die anderen. Io braucht nur 1,77 Tage, um Jupiter zu umkreisen, und die Umlaufzeiten von Europa, Ganymed und Callisto betragen 3,55 Tage, 7,15 Tage und 16,7 Tage. Beachten Sie das Muster: Die Periode von Europa ist doppelt so lang wie die von Io, und Ganymedes Periode ist doppelt so lang wie die von Europa. Dies ist ein Beispiel für eine Orbitalresonanz. Callisto allein ist nicht in Resonanz. Mit einem kleinen Teleskop ist es möglich, diese Monde tatsächlich im Laufe der Zeit zu sehen. Wenn Sie die Positionen der Galileischen Monde zu einem bestimmten Zeitpunkt sorgfältig im Kopf behalten und dann eine Stunde später noch einmal nachsehen, werden Sie bemerken, dass sich ihre Standorte merklich verändert haben. Zu sehen, wie sich Himmelsobjekte in so kurzer Zeit so drastisch verändern, ist eine seltene Freude.
Die galileischen Monde sind vergleichbar mit dem Erdmond. Io ist 3.631 km im Durchmesser - nur fünf Prozent größer als der Mond. Europa ist 10 Prozent kleiner als unser Mond und Callisto ist 39 Prozent größer. Ganymed ist der größte Mond im Sonnensystem, der 50 Prozent größer ist als der Erdmond. Ganymed ist sogar größer als der Planet Mercury! Wenn also dieser Mond die Sonne direkt anstelle von Jupiter umkreiste, würde er sicherlich als Planet klassifiziert werden. Aufgrund seiner größeren Oberfläche erscheint Ganymed deutlich heller als Io und Europa und etwas heller als Callisto.
Jeder der galileischen Satelliten ist eine erstaunliche Welt, aber Io ist der klare Gewinner in Bezug auf seine einzigartigen Qualitäten. Hochaufgelöste Bilder von Io, die 1979 von den Voyager-Raumfahrzeugen aufgenommen wurden, zeigten, dass dieser Mond im Gegensatz zu allen anderen bekannten Monden absolut keine Einschlagskrater hat. Stattdessen ist es mit Schwefelverbindungen bedeckt, die für seine bunte Oberfläche verantwortlich sind. Vulkane durchziehen die Oberfläche von Io. Manche sind sogar größer als der Mount Everest. Die Eruptionen sind fast konstant und bedecken wiederholt die Oberfläche mit vulkanischem Material und löschen jede frühere Aufzeichnung von Einschlagskratern. Io ist die vulkanisch aktivste Welt im Sonnensystem. Als die Voyager 1 an Io vorbeiflog, entdeckte sie neun Vulkane, die gleichzeitig ausbrachen! Die "Gravitationsdehnung", die alle 3,55 Tage stattfindet, wenn Io zwischen Jupiter und Europa verläuft, scheint die innere Energie zu liefern, die für Ios Vulkanismus benötigt wird.
Mehr Monde und Ringe
Galileos Teleskop war ziemlich klein und begrenzt - vergleichbar mit modernen Ferngläsern. In den folgenden Jahrhunderten entdeckten Astronomen mit Hilfe von Teleskopen und Raumsonden von hoher Qualität viele schwächere, kleinere Monde. Bei der letzten Zählung hat Jupiter 67 bekannte Monde - mehr als jeder andere Planet! Abgesehen von den Galileischen Satelliten sind alle diese Monde sehr klein, im Allgemeinen nur ein paar km entfernt.
Aufgrund ihrer orbitalen Eigenschaften fallen diese Monde in acht natürliche Gruppen. Eine Gruppe besteht aus nur vier Monden, die näher am Jupiter sind als die galileischen Satelliten. Die Umlaufbahnen dieser inneren Monde und die Umlaufbahnen der galiläischen Monde sind fast kreisförmig, liegen in der gleichen Ebene wie der Jupiter-Äquator und sind prograde, was bedeutet, dass sie in die gleiche Richtung wie der Jupiter rotieren. Die nächsten sieben außer Callisto sind ebenfalls prograde , aber ihre Bahnen neigen dazu, relativ zum Jupiter-Äquator wesentlich geneigt zu sein, und sind elliptischer als die der inneren Monde. Die restlichen 52 Monde haben auch geneigte, elliptische Bahnen, aber erstaunlicherweise sind sie alle in der entgegengesetzten Richtung der Jupiter-Rotation retrograd-umlaufend. Also ist die Region, in der sich die Monde in eine Richtung bewegen, von der Region getrennt, in der sie sich in die andere Richtung bewegen. Dies reduziert die Wahrscheinlichkeit von Kollisionen oder schweren Gravitationsstörungen
Jupiter hat auch ein System von Ringen wie Saturn, die 1979 erstmals von der Raumsonde Voyager 1 entdeckt wurden. Diese Ringe sind jedoch wesentlich kleiner als Saturns und zu schwach, um mit einem Armateur-Teleskop gesehen zu werden. Die Hauptringe bestehen aus Staubpartikeln, die hauptsächlich um und innerhalb der Umlaufbahn von Jupiters innersten Monden, Metis und Adrastea, kreisen. Ein noch dünnerer "hauchzarter Ring" dehnt sich weiter aus.
Schlussfolgerungen: Das meiste von dem, was wir heute über diesen faszinierenden Planeten wissen, war der Menschheit seit Tausenden von Jahren verborgen. Für unsere fernen Vorfahren war Jupiter ein heller Lichtpunkt in unserem Nachthimmel. Wer hätte gedacht, dass dieser helle "Stern" so viele bemerkenswerte Eigenschaften haben würde? Und welche anderen himmlischen Geheimnisse hat der Herr verborgen, die wir finden und schätzen können?