Je besser unsere Technologien werden, desto besser können wir Objekte im Weltraum finden. Das gilt sicherlich für Jupiter und seine Monde. Vor Galileo wusste niemand, dass die anderen Planeten Monde haben. Dann, 1609/10, als er sein Teleskop verbesserte, richtete er es auf den Gasriesen und fand schließlich vier Monde: Io, Europa, Ganymed und Callisto. Nun tragen auch diese vier natürlichen Satelliten seinen Namen: die Galileische Monde .
Im Laufe der Jahrhunderte seitdem und insbesondere in unserem digitalen Zeitalter wurden astronomische Werkzeuge und Methoden immer besser. Insbesondere Weitfeld-CCDs (Charge Coupled Devices) haben zu einer Explosion astronomischer Entdeckungen geführt. In den letzten Jahren ist die bestätigte Zahl der Jupitermonde auf 79 gestiegen. Jetzt sagt eine neue Studie, dass es möglicherweise 600 kleine unregelmäßige Monde gibt, die den Jupiter umkreisen.
Der Titel der neuen Studie lautet „ Die Population der retrograden jovianen irregulären Monde im Kilometermaßstab .“ Erstautor ist Edward Ashton vom Department of Physics and Astronomy der University of British Columbia. Die Autoren präsentieren ihre Ergebnisse auf der virtuellen Europlanet-Wissenschaftskongress 2020 .
Um es klar zu sagen, das Astronomenteam hat nicht wirklich 600 Monde gesehen. Stattdessen brüteten sie über Archivdaten aus dem Jahr 2010 von der Kanada-Frankreich-Hawaii-Teleskop . Sie durchsuchten in diesen Daten einen kleinen Bereich des Himmels – etwa ein Quadratgrad – und fanden vier Dutzend kleine, unregelmäßige Monde. Auf dieser Grundlage extrapolierten sie die Anzahl der kleinen Monde, die Jupiter umkreisen sollten, und kamen auf die Zahl von 600.
Es gibt zwei Kategorien von Monden: regelmäßig und unregelmäßig. Während reguläre Monde durch Anlagerung von Material in einer Scheibe entstehen, sind irreguläre Monde genauso wie Planeten eingefangene Objekte. In dieser Studie fand das Forscherteam eine Fülle kleiner unregelmäßiger Monde, Objekte, die von der starken Gravitation des Jupiter eingefangen wurden.
Diese kommentierte Farbansicht von Jupiter und seinen vier größten Monden – Io, Europa, Ganymed und Callisto – wurde am 21. Juni 2016 von der JunoCam-Kamera der NASA-Raumsonde Juno in einer Entfernung von 10,9 Millionen Kilometern von Jupiter aufgenommen . Bildnachweis: NASA/JPL-Caltech/MSSS
Im Jahr 2017 veröffentlichten Forscher eine Studie, in der die Entdeckung von 12 weiteren unregelmäßigen Monden angekündigt wurde, die den Jupiter umkreisen. Vor dieser neuen Forschung lag die Zahl der bekannten Jupiter-Unregelmäßigen bei 71. Wissenschaftler spekulieren seit Jahren, dass Jupiter eine unentdeckte Population kleinerer Monde hat. Einige Astronomen haben gesagt, dass die großen Riesen trotz ihrer unterschiedlichen Massen alle die gleiche Anzahl von Satelliten haben. Sie sind nur schwer zu erkennen.
Dabei spielte das Canada-France-Hawai‘i-Teleskop auf dem Mauna Kea eine zentrale Rolle. Dieses Teleskop hat eine leistungsstarke Digitalkamera namens MegaCam . Es ist ein 340-Megapixel-Weitfeld-Imager, der im optischen und im nahen Infrarot sieht. In dieser Studie konzentrierten sich die Astronomen auf 60 Aufnahmen von jeweils 140 Sekunden einer Region in der Nähe des Jupiter.
Ihre Methode beinhaltete, was das Team einen „Shift-and-Stack-Parameterraum für den Datensatz“ nennt. Diese Methode kann kleinere, schwächere Monde, die in den Daten verborgen sind, aufdecken. Grundsätzlich gibt es 126 Möglichkeiten, diese Bilder durch digitales Verschieben und Stapeln zu kombinieren, um alle möglichen Geschwindigkeiten und Richtungen nachzuahmen, die diese neuen, potenziellen Jupitermonde über den Himmel bewegen könnten.
Das Astronomenteam fand in ihren Bildern 52 Objekte, die sie als unregelmäßige Monde identifizierten. Die Objekte hatten eine Helligkeit von bis zu 25,7, und das entspricht Objekten mit Durchmessern von ungefähr 800 Metern (875 Yards). Von diesen 52 waren sieben der hellsten bereits bekannte unregelmäßige Monde. Während diese sieben prograden Monde sind, sind die anderen 45 sehr wahrscheinlich retrograde Monde, was bedeutet, dass sie entgegengesetzt zur Rotationsrichtung des Jupiter kreisen.
Aus diesen Daten extrapolierte das Team, um insgesamt 600 unregelmäßige Jupitermonde zu erhalten.
Die inneren Monde des Jupiter sind progradig, während die äußeren Monde eher rückläufig sind. Der 2017 entdeckte Oddball-Mond Valetudo ist ein prograder Mond, der die Umlaufbahn der äußeren Gruppe retrograder Monde kreuzt. Bildquelle: Roberto Molar-Candanosa / Carnegie Institution for Science.
Dies sind noch keine bestätigten Entdeckungen. Die Bestätigung erfordert eine Beobachtung mit großen, bodengestützten Teleskopen. Angesichts der geringen Größe und der Zeit, die jeder Mond für eine Umlaufbahn benötigt, ist das eine riesige Aufgabe. Es kann sein, dass die Bestätigung all dieser winzigen Objekte nicht genügend wissenschaftlichen Wert hat, um die gesuchte Beobachtungszeit zu rechtfertigen.
In einem (n Interview mit Sky and Telescope , sagte Hauptautor Edward Ashton, dass es keine Pläne für Folgebeobachtungen gibt, um diese Ergebnisse zu bestätigen. 'Es wäre schön, sie zu bestätigen', sagte Ashton, 'aber es gibt keine Möglichkeit, sie zu verfolgen, ohne bei Null anzufangen.'
Im Gegensatz zu den größeren Jupitermonden wie Io, Europa und Ganymed entstanden diese unregelmäßigen Monde nicht durch Akkretion von Material in einer Scheibe. Stattdessen bildeten sie sich wahrscheinlich als eigenständige Objekte des Sonnensystems in heliozentrischen Umlaufbahnen. Durch einen ungewissen Mechanismus wurden sie schließlich in ihre Umlaufbahnen um Jupiter aufgenommen. Ihre Gefangennahme war möglicherweise auf „ Gaswiderstand , durch plötzliches Massenwachstum nach unten ziehen und Dreikörper-Wechselwirkungen “, schreiben die Autoren in ihrem Paper.
Diese Studie wirft auch eine interessante Frage auf: Was genau ist ein Mond?
Wir wachsen mit dem Blick auf den Erdmond auf und denken daher, dass wir wissen, was ein „Mond“ ist. Aber es gibt keine strenge Definition des Größenbereichs für Monde. Bildquelle: NASA / GSFC / Arizona State University
Ab wann ist ein Objekt klein genug, um nicht mehr als Mond zu gelten? Es gibt bestimmt alle Arten von Felsbrocken, Gesteinen und Staub, die Planeten umkreisen. Einige kleine Satelliten werden als Moonlets bezeichnet, aber auch dafür gibt es keine vereinbarte Definition. Ist etwas mit einem Durchmesser von nur 100 Metern wirklich ein Mond? Ein Mondschein? Gibt es eine Unterbrechung?
Die Internationale Astronomische Union benennt keine Objekte mit einem Durchmesser von weniger als einem Kilometer, sodass keines dieser Objekte erkennbare Namen erhält. Und ihre Bestätigung muss auf einen zukünftigen Tag warten. Es ist möglich, dass die Vera Rubin-Observatorium , das schwache, vorübergehende Objekte im Sonnensystem erkennen kann, kann die Existenz dieser Monde und mehr bestätigen.
Diese Ergebnisse sind ein interessantes neues Kapitel in unserem Verständnis von Jupiter. Wir sind von Galileis Beobachtung von vier Monden, die den Planeten umkreisen, im Jahr 1610 zu dieser neuen Studie übergegangen, die leistungsstarke Teleskope mit fortschrittlichen Digitalkameras und komplexe computerbasierte Methoden zur Untersuchung der Daten umfasst.
Jetzt wissen wir, dass Jupiters Monde den größten natürlichen Satelliten im Sonnensystem (Ganymede), einen vulkanischen Mond (Io) und Monde mit Ozeanen unter einer Eisschicht (Europa) umfassen. Wir schicken sogar eine Raumsonde, die NASA Europa Clipper , nur um einen der Jupitermonde genauer zu studieren und nach Lebenszeichen zu suchen.
Was wird die Zukunft bringen?
