Seit der Erfindung des Teleskops vor vierhundert Jahren sind Astronomen vom Gasriesen Jupiter fasziniert. Zwischen seinen ständig wirbelnden Wolken, seinen vielen, vielen Monden und seinem riesigen roten Fleck gibt es viele Dinge an diesem Planeten, die sowohl entzückend als auch faszinierend sind.
Aber das vielleicht beeindruckendste Merkmal von Jupiter ist seine schiere Größe. In Bezug auf Masse, Volumen und Oberfläche ist Jupiter mit Abstand der größte Planet in unserem Sonnensystem. Aber was macht Jupiter so massiv und was wissen wir sonst noch darüber?
Größe und Masse:
Jupiters Masse, Volumen, Oberfläche und mittlerer Umfang betragen 1,8981 x 1027kg, 1.43128 x 10fünfzehnkm3, 6.1419 x 1010km2, und 4,39264 x 105km bzw. Um dies in die richtige Perspektive zu rücken, der Jupiterdurchmesser beträgt ungefähr das 11-fache des Erddurchmessers und die 2,5-fache Masse aller anderen Planeten im Sonnensystem zusammen.
Aber als Gasriese hat Jupiter eine relativ geringe Dichte – 1.326 g/cm3– das ist weniger als ein Viertel der Erde. Das bedeutet, dass das Volumen des Jupiter zwar etwa 1.321 Erden entspricht, aber nur 318-mal so massiv ist. Die geringe Dichte ist eine Möglichkeit, mit der Wissenschaftler feststellen können, dass es hauptsächlich aus Gasen besteht, obwohl die Debatte darüber, was im Kern existiert, immer noch wütet (siehe unten).
Komposition:
Jupiter besteht hauptsächlich aus gasförmiger und flüssiger Materie. Er ist der größte der Gasriesen und teilt sich wie diese in eine gasförmige äußere Atmosphäre und ein Inneres, das aus dichteren Materialien besteht. Seine obere Atmosphäre besteht aus etwa 88–92 % Wasserstoff und 8–12 % Helium, bezogen auf das Volumen der Gasmoleküle, und ca. 75 % Wasserstoff und 24 % Helium nach Masse, das verbleibende 1 % besteht aus anderen Elementen.
Dieser Ausschnitt zeigt ein Modell des Inneren des Jupiter mit einem felsigen Kern, der von einer tiefen Schicht flüssigen metallischen Wasserstoffs überlagert wird. Bildnachweis: Kelvinsong/Wikimedia Commons
Die Atmosphäre enthält Spuren von Methan, Wasserdampf, Ammoniak und Verbindungen auf Siliziumbasis sowie Spuren von Benzol und anderen Kohlenwasserstoffen. Es gibt auch Spuren von Kohlenstoff, Ethan, Schwefelwasserstoff, Neon, Sauerstoff, Phosphin und Schwefel. Kristalle von gefrorenem Ammoniak wurden auch in der äußersten Schicht der Atmosphäre beobachtet.
Das Innere enthält dichtere Materialien, so dass die Verteilung ungefähr 71 % Wasserstoff, 24 % Helium und 5 % andere Elemente nach Masse beträgt. Es wird angenommen, dass der Kern des Jupiter eine dichte Mischung von Elementen ist – eine umgebende Schicht aus flüssigem metallischem Wasserstoff mit etwas Helium und einer äußeren Schicht hauptsächlich aus molekularem Wasserstoff. Der Kern wurde auch als felsig beschrieben, aber auch dies bleibt unbekannt.
1997 wurde die Existenz des Kerns wurde durch Gravitationsmessungen vorgeschlagen, die eine Masse vom 12- bis 45-fachen der Erdmasse oder etwa 4 bis 14 % der Gesamtmasse des Jupiter anzeigten. Das Vorhandensein eines Kerns wird auch durch Modelle der Planetenentstehung gestützt, die darauf hinweisen, dass zu einem bestimmten Zeitpunkt in der Geschichte des Planeten ein felsiger oder eisiger Kern notwendig gewesen wäre, um seinen Großteil an Wasserstoff und Helium aus dem protosolaren Nebel zu sammeln.
Es ist jedoch möglich, dass dieser Kern seitdem aufgrund von Konvektionsströmen von heißem, flüssigem, metallischem Wasserstoff, der sich mit dem geschmolzenen Kern vermischt, geschrumpft ist. Dieser Kern mag jetzt sogar fehlen, aber es bedarf einer detaillierten Analyse, bevor dies bestätigt werden kann. Die Juno-Mission , das im August 2011 ins Leben gerufen wurde, soll einen Einblick in diese Fragen geben und damit Fortschritte bei der Kernproblematik erzielen.
Die Temperatur und der Druck im Inneren von Jupiter nehmen zum Kern hin stetig zu. An der „Oberfläche“ werden Druck und Temperatur auf 10 bar und 340 K (67 °C, 152 °F) geschätzt. In der 'Phasenübergangsregion', in der Wasserstoff metallisch wird, wird angenommen, dass die Temperatur 10.000 K (9.700 °C; 17.500 °F) beträgt und der Druck 200 GPa beträgt. Die Temperatur an der Kerngrenze wird auf 36.000 K (35.700 °C; 64.300 °F) und der Innendruck auf etwa 3.000–4.500 GPa geschätzt.
Monde:
Das Jupitersystem umfasst derzeit 67 bekannte Monde. Die vier größten sind als die bekannt Galileische Monde , die nach ihrem Entdecker benannt sind, Galileo Galilei . Sie beinhalten: das , der vulkanisch aktivste Körper in unserem Sonnensystem; Europa , das im Verdacht steht, einen massiven unterirdischen Ozean zu haben; Ganymed , der größte Mond in unserem Sonnensystem; und Kallisto , von dem auch angenommen wird, dass es einen unterirdischen Ozean hat und einige der ältesten Oberflächenmaterialien des Sonnensystems aufweist.
Dann gibt es die Innere Gruppe (oder Amalthea-Gruppe), die aus vier kleinen Monden besteht, die einen Durchmesser von weniger als 200 km haben, mit Radien von weniger als 200.000 km kreisen und Bahnneigungen von weniger als einem halben Grad haben. Diese Gruppe umfasst die Monde von Metis , Arastea , Amalthea , und Theben . Zusammen mit einer Reihe von noch ungesehenen inneren Mondchen füllen diese Monde das schwache Ringsystem des Jupiter auf und erhalten es aufrecht.
Jupiter hat auch eine Reihe von unregelmäßigen Satelliten, die wesentlich kleiner sind und weiter entfernte und exzentrische Umlaufbahnen haben als die anderen. Diese Monde sind in Familien unterteilt, die Ähnlichkeiten in Umlaufbahn und Zusammensetzung aufweisen, und es wird angenommen, dass sie größtenteils das Ergebnis von Kollisionen von großen Objekten sind, die von der Schwerkraft des Jupiter eingefangen wurden.
Illustration von Jupiter und den Galileischen Satelliten. Bildnachweis: NASA
Interessante Fakten:
Ähnlich wie die Erde erlebt Jupiter Polarlichter in der Nähe seines Nord- und Südpols. Aber auf Jupiter ist die Polarlichtaktivität viel intensiver und hört selten auf. Die intensive Strahlung, das Magnetfeld des Jupiter und die Fülle an Material von Ios Vulkanen, die mit der Ionosphäre des Jupiter reagieren, erzeugen eine wirklich spektakuläre Lichtshow.
Jupiter hat auch eine gewalttätige Atmosphäre. Winde in den Wolken können Geschwindigkeiten von bis zu 620 km/h (385 mph) erreichen. Stürme bilden sich innerhalb von Stunden und können über Nacht einen Durchmesser von Tausenden von Kilometern erreichen. Ein Sturm, der Großer roter Fleck , wütet seit mindestens den späten 1600er Jahren. Der Sturm ist im Laufe seiner Geschichte immer kleiner geworden und hat sich ausgebreitet; aber im Jahr 2012 wurde vorgeschlagen, dass der Giant Red Spot könnte irgendwann verschwinden .
Die Entdeckung von Exoplaneten hat gezeigt, dass Planeten noch größer als Jupiter werden können. Tatsächlich ist die Zahl der „ Super Jupiter “, die in den letzten Jahren von der Raumsonde Kepler (sowie von bodengestützten Teleskopen) beobachtet wurden, war umwerfend. Tatsächlich wurden bis 2015 mehr als 300 solcher Planeten identifiziert.
Bemerkenswerte Beispiele sind PSR B1620-26 b (Methusalem), der der erste Super-Jupiter war, der 2003 beobachtet wurde. Mit einem Alter von 12,7 Milliarden Jahren ist er auch der drittälteste bekannte Planet im Universum. Es gibt auch HD 80606 b (Niobe), die die exzentrischste Umlaufbahn aller bekannten Planeten hat, und 2M1207b (Lerna), die den Braunen Zwerg umkreist Fomalhaut b (Illionen).
Wissenschaftler vermuten, dass ein Gasgewinn die 15-fache Größe von Jupiter erreichen könnte, bevor er mit der Deuteriumfusion beginnt, was ihn zu einem Braunen Zwergstern macht. Auch gut, denn das Letzte, was das Sonnensystem braucht, damit Jupiter zur Nova wird!
Jupiter wurde von den alten Römern passend benannt, die sich entschieden, nach dem König der Götter (Jupiter oder Jove) zu benennen. Je mehr wir über diesen massivsten aller Sonnenplaneten wissen und verstehen, desto mehr verdient er diesen Namen.
Wenn Sie sich fragen, gehen Sie wie folgt vor große Planeten können bekommen mit viel Masse, und hier ist, was das ist größter Stern im Universum . Und hier ist die Zweitgrößter Planet im Sonnensystem.
Hier ist ein weiterer Artikel über die das ist der größte Planet im Sonnensystem , und hier ist das kleinster Planet im Sonnensystem .
Wir haben eine ganze Reihe von Podcasts über die Sonnensystem bei Astronomy Cast . Sieh sie dir hier an.
Quellen:
