Wie viele Monde hat Jupiter?

Jupiter wurde von den Römern angemessen benannt, die ihn nach dem König der Götter benannten. Bisher wurden rund um den Gasriesen 67 natürliche Satelliten entdeckt, weitere könnten unterwegs sein.

Die Monde des Jupiter sind so zahlreich und so vielfältig, dass sie in mehrere Gruppen unterteilt sind. Erstens gibt es die größten Monde, die als Galiläer oder Hauptgruppe bekannt sind. Zusammen mit der kleineren inneren Gruppe bilden sie Jupiters reguläre Satelliten. Dahinter gibt es die vielen unregelmäßigen Satelliten, die den Planeten umkreisen, zusammen mit seinen Trümmerringen. Folgendes wissen wir über sie:

Entdeckung und Benennung:

Mit einem eigenen Teleskop, das eine 20-fache normale Vergrößerung ermöglichte, konnte Galileo Galilei die ersten Beobachtungen von Himmelskörpern durchführen, die mit bloßem Auge nicht sichtbar waren. 1610 machte er die erste nachgewiesene Entdeckung von Monden, die den Jupiter umkreisen und später als Galiläische Monde bekannt wurden.

Zu dieser Zeit beobachtete er nur drei Objekte, von denen er glaubte, dass sie Fixsterne seien. Zwischen Januar und März 1610 beobachtete er sie jedoch weiter und bemerkte auch einen vierten Körper. Mit der Zeit erkannte er, dass sich diese vier Körper nicht wie Fixsterne verhielten und tatsächlich Objekte waren, die den Jupiter umkreisten.

Diese Entdeckungen haben gezeigt, wie wichtig es ist, mit dem Teleskop Himmelsobjekte zu betrachten, die zuvor unsichtbar geblieben waren. Noch wichtiger ist, dass Galileo dem ptolemäischen Modell des Universums, das immer noch weithin akzeptiert war, einen bedeutenden Schlag versetzte, indem er zeigte, dass andere Planeten als die Erde ein eigenes Satellitensystem hatten.

Galileo suchte die Schirmherrschaft des Großherzogs der Toskana, Cosimo de Medici, und bat zunächst um die Erlaubnis, die Monde als "Cosmica Sidera" (oder Cosimos Sterne) zu bezeichnen. Auf Cosimos Vorschlag hin änderte Galileo den Namen in Medicea Sidera ("die Mediziner-Stars"), um die Medici-Familie zu ehren. Die Entdeckung wurde in der angekündigt Sidereus Nuncius ("Sternenbote"), der im März 1610 in Venedig veröffentlicht wurde.

Der deutsche Astronom Simon Marius hatte diese Monde jedoch gleichzeitig mit Galileo unabhängig entdeckt. Auf Geheiß von Johannes Kepler benannte er die Monde nach den Liebhabern von Zues (dem griechischen Äquivalent von Jupiter). In seiner Abhandlung betitelt Mundus Jovialis ("Die Welt des Jupiter", veröffentlicht 1614) nannte er sie Io, Europa, Ganymed und Callisto.

Galileo weigerte sich standhaft, Marius 'Namen zu verwenden, und erfand stattdessen das heute noch verwendete Nummerierungsschema neben den richtigen Mondnamen. Gemäß diesem Schema werden Monden Zahlen zugewiesen, die auf ihrer Nähe zu ihrem Mutterplaneten basieren und mit der Entfernung zunehmen. Daher wurden die Monde von Io, Europa, Ganymed und Callisto als Jupiter I, II, III bzw. IV bezeichnet.

Nachdem Galileo die erste aufgezeichnete Entdeckung der Hauptgruppe gemacht hatte, wurden fast drei Jahrhunderte lang keine zusätzlichen Satelliten entdeckt - erst als EE Barnard 1892 Amalthea beobachtete. Tatsächlich war es erst im 20. Jahrhundert und mit Hilfe der Teleskopfotografie und andere Verfeinerungen, dass die meisten jovianischen Satelliten entdeckt wurden.

Himalia wurde 1904 entdeckt, Elara 1905, Pasiphaë 1908, Sinope 1914, Lysithea und Carme 1938, Ananke 1951 und Leda 1974. Als die Raumsonden der Voyager um 1979 den Jupiter erreichten, waren 13 Monde entdeckt worden. während die Voyager selbst drei weitere entdeckte - Metis, Adrastea und Thebe.

Zwischen Oktober 1999 und Februar 2003 fanden und benannten Forscher mit empfindlichen bodengestützten Detektoren weitere 34 Monde, von denen die meisten von einem Team unter der Leitung von Scott S. Sheppard und David C. Jewitt entdeckt wurden. Seit 2003 wurden 16 weitere Monde entdeckt, aber noch nicht benannt, wodurch sich die Gesamtzahl der bekannten Jupitermonde auf 67 erhöht.

Obwohl die galiläischen Monde kurz nach ihrer Entdeckung im Jahre 1610 benannt wurden, gerieten die Namen Io, Europa, Ganymed und Callisto bis zum 20. Jahrhundert in Ungnade. Amalthea (alias Jupiter V) wurde erst so benannt, als 1892 eine inoffizielle Konvention stattfand, ein Name, der erstmals vom französischen Astronomen Camille Flammarion verwendet wurde.

Die anderen Monde wurden in der Mehrzahl der astronomischen Literatur bis in die 1970er Jahre einfach mit ihrer römischen Ziffer (d. H. Jupiter IX) gekennzeichnet. Dies begann 1975, als die Task Group der Internationalen Astronomischen Union (IAU) für die Nomenklatur des äußeren Sonnensystems den Satelliten V - XIII Namen verlieh und so einen formalen Benennungsprozess für alle künftigen entdeckten Satelliten schuf. Die Praxis bestand darin, neu entdeckte Jupitermonde nach Liebhabern und Favoriten des Gottes Jupiter (Zeus) zu benennen; und seit 2004 auch nach ihren Nachkommen.

Regelmäßige Satelliten:

Jupiters reguläre Satelliten werden so genannt, weil sie progressive Umlaufbahnen haben - d. H. Sie umkreisen in die gleiche Richtung wie die Rotation ihres Planeten. Diese Umlaufbahnen sind ebenfalls nahezu kreisförmig und weisen eine geringe Neigung auf, was bedeutet, dass sie nahe am Jupiter-Äquator umkreisen. Von diesen sind die Galiläischen Monde (auch bekannt als die Hauptgruppe) die größten und bekanntesten.

Dies sind Jupiters größte Monde, ganz zu schweigen von den viert-, sechst-, ersten- und drittgrößten Satelliten des Sonnensystems. Sie enthalten fast 99,999% der Gesamtmasse in der Umlaufbahn um den Jupiter und umkreisen zwischen 400.000 und 2.000.000 km vom Planeten entfernt. Mit Ausnahme der Sonne und der acht Planeten gehören sie auch zu den massereichsten Objekten im Sonnensystem, mit Radien, die größer sind als alle Zwergplaneten.

Dazu gehören Io, Europa, Ganymed und Callisto. Sie wurden alle von Galileo Galilei entdeckt und ihm zu Ehren benannt. Die Namen der Monde, die von den Liebhabern des Zeus in der griechischen Mythologie abgeleitet sind, wurden von Simon Marius kurz nach der Entdeckung durch Galilei im Jahr 1610 vorgeschrieben. Das innerste davon ist Io, das nach einer Priesterin von Hera benannt ist, die Zeus wurde ' Liebhaber.

Mit einem Durchmesser von 3.642 Kilometern ist es der viertgrößte Mond im Sonnensystem. Mit über 400 aktiven Vulkanen ist es auch das geologisch aktivste Objekt im Sonnensystem. Seine Oberfläche ist mit über 100 Bergen übersät, von denen einige höher sind als der Mount Everest der Erde.

Im Gegensatz zu den meisten Satelliten im äußeren Sonnensystem (die mit Eis bedeckt sind) besteht Io hauptsächlich aus Silikatgestein, das einen geschmolzenen Eisen- oder Eisensulfidkern umgibt. Io hat eine extrem dünne Atmosphäre, die hauptsächlich aus Schwefeldioxid (SO) besteht₂).

Der zweite innerste galiläische Mond ist Europa, der seinen Namen von der mythischen phönizischen Adligen hat, die von Zeus umworben wurde und die Königin von Kreta wurde. Mit einem Durchmesser von 3121,6 Kilometern ist es das kleinste der Galiläer und etwas kleiner als der Mond.

Die Oberfläche Europas besteht aus einer Wasserschicht, die den 100 Kilometer dicken Mantel umgibt. Der oberste Abschnitt ist festes Eis, während angenommen wird, dass der Boden flüssiges Wasser ist, das aufgrund von Wärmeenergie und Gezeitenbiegung warm gemacht wird. Wenn dies zutrifft, ist es möglich, dass außerirdisches Leben in diesem unterirdischen Ozean existiert, möglicherweise in der Nähe einer Reihe von hydrothermalen Tiefseequellen.

Die Oberfläche Europas ist auch eine der glattesten im Sonnensystem, eine Tatsache, die die Idee von flüssigem Wasser unter der Oberfläche unterstützt. Das Fehlen von Kratern auf der Oberfläche wird darauf zurückgeführt, dass die Oberfläche jung und tektonisch aktiv ist. Europa besteht hauptsächlich aus Silikatgestein und hat wahrscheinlich einen Eisenkern und eine schwache Atmosphäre, die hauptsächlich aus Sauerstoff besteht.

Als nächstes kommt Ganymed. Ganymed ist mit 5262,4 Kilometern Durchmesser der größte Mond im Sonnensystem. Obwohl es größer als der Planet Merkur ist, bedeutet die Tatsache, dass es eine eisige Welt ist, dass es nur die Hälfte der Masse von Merkur hat. Es ist auch der einzige Satellit im Sonnensystem, von dem bekannt ist, dass er eine Magnetosphäre besitzt, die wahrscheinlich durch Konvektion im flüssigen Eisenkern erzeugt wird.

Ganymed besteht hauptsächlich aus Silikatgestein und Wassereis, und es wird angenommen, dass ein Salzwasserozean fast 200 km unter Ganymedes Oberfläche existiert - obwohl Europa der wahrscheinlichste Kandidat dafür bleibt. Ganymed hat eine hohe Anzahl von Kratern, von denen die meisten jetzt mit Eis bedeckt sind, und verfügt über eine dünne Sauerstoffatmosphäre, die O, O enthält₂und möglicherweise O.₃ (Ozon) und etwas atomaren Wasserstoff.

Callisto ist der vierte und am weitesten entfernte galiläische Mond. Mit einem Durchmesser von 4820,6 Kilometern ist es auch der zweitgrößte der Galiläer und der drittgrößte Mond im Sonnensystem. Callisto ist nach der Tochter des arkadischen Königs Lykaon und einem Jagdgefährten der Göttin Artemis benannt.

Es besteht aus ungefähr gleichen Mengen an Gestein und Eis und ist das am wenigsten dichte der Galiläer. Untersuchungen haben ergeben, dass Callisto möglicherweise auch einen inneren Ozean in Tiefen von mehr als 100 Kilometern von der Oberfläche hat.

Callisto ist auch einer der am stärksten kraterartigen Satelliten im Sonnensystem - der größte davon ist das 3000 km breite Becken Valhalla. Es ist von einer extrem dünnen Atmosphäre umgeben, die aus Kohlendioxid und wahrscheinlich molekularem Sauerstoff besteht. Callisto gilt seit langem als der am besten geeignete Ort für eine menschliche Basis zur zukünftigen Erforschung des Jupiter-Systems, da es am weitesten von der intensiven Strahlung des Jupiter entfernt ist.

Die innere Gruppe (oder Amalthea-Gruppe) sind vier kleine Monde mit Durchmessern von weniger als 200 km, einer Umlaufbahn bei Radien von weniger als 200.000 km und einer Umlaufbahnneigung von weniger als einem halben Grad. Diese Gruppe umfasst die Monde Metis, Adrastea, Amalthea und Thebe.

Zusammen mit einer Reihe von noch nicht sichtbaren inneren Moonlets füllen diese Monde Jupiters schwaches Ringsystem auf und erhalten es aufrecht - Metis und Adrastea helfen Jupiters Hauptring, während Amalthea und Thebe ihre eigenen schwachen äußeren Ringe pflegen.

Metis ist der Jupiter am nächsten gelegene Mond in einer Entfernung von 128.000 km. Es hat einen Durchmesser von ungefähr 40 km, ist gezeitenverriegelt und weist eine stark asymmetrische Form auf (wobei einer der Durchmesser fast doppelt so groß ist wie der kleinste). Es wurde erst 1979 beim Vorbeiflug von Jupiter durch die entdeckt Voyager 1 Weltraumsonde. Es wurde 1983 nach der ersten Frau des Zeus benannt.

Der zweitnächste Mond ist Adrastea, etwa 129.000 km vom Jupiter entfernt und 20 km im Durchmesser. Amalthea, auch als Jupiter XV bekannt, ist mit Abstand der zweite und der kleinste der vier inneren Monde des Jupiter. Es wurde 1979 entdeckt, als die Voyager 2 Sonde fotografierte es während eines Vorbeiflugs.

Amalthea, auch bekannt als Jupiter V, ist der dritte Mond des Jupiter in der Reihenfolge seiner Entfernung vom Planeten. Es wurde am 9. September 1892 von Edward Emerson Barnard entdeckt und nach einer Nymphe in der griechischen Mythologie benannt. Es wird angenommen, dass es aus porösem Wassereis mit unbekannten Mengen anderer Materialien besteht. Zu seinen Oberflächenmerkmalen gehören große Krater und Grate.

Thebe (alias Jupiter XIV) ist der vierte und letzte innere Mond des Jupiter. Es ist unregelmäßig geformt und rötlich gefärbt und soll wie Amalthea aus porösem Wassereis mit unbekannten Mengen anderer Materialien bestehen. Zu seinen Oberflächenmerkmalen gehören auch große Krater und hohe Berge, von denen einige mit der Größe des Mondes selbst vergleichbar sind.

Unregelmäßige Satelliten:

Die unregelmäßigen Satelliten sind solche, die wesentlich kleiner sind und weiter entfernte und exzentrischere Umlaufbahnen haben als die regulären Satelliten. Diese Monde werden in Familien unterteilt, die Ähnlichkeiten in Umlaufbahn und Zusammensetzung aufweisen. Es wird angenommen, dass diese zumindest teilweise infolge von Kollisionen entstanden sind, höchstwahrscheinlich von Asteroiden, die vom Jupiter-Gravitationsfeld erfasst wurden.

Diejenigen, die in Familien zusammengefasst sind, sind alle nach ihrem größten Mitglied benannt. Zum Beispiel ist die Himalia-Gruppe nach Himalia benannt - einem Satelliten mit einem mittleren Radius von 85 km. Damit ist er der fünftgrößte Mond, der den Jupiter umkreist. Es wird angenommen, dass Himalia einst ein Asteroid war, der von Jupiters Schwerkraft gefangen genommen wurde, die dann einen Aufprall erlebte, der die Monde von Leda, Lysithea und Elara bildete. Diese Monde haben alle progressive Umlaufbahnen, was bedeutet, dass sie in die gleiche Richtung wie Jupiters Rotation umkreisen.

Die Carme-Gruppe hat ihren Namen vom gleichnamigen Mond. Mit einem mittleren Radius von 23 km ist Carme das größte Mitglied einer Familie jovianischer Satelliten, die ähnliche Umlaufbahnen und Erscheinungsbilder haben (gleichmäßig rot) und daher einen gemeinsamen Ursprung haben. Die Satelliten dieser Familie haben alle retrograde Umlaufbahnen, was bedeutet, dass sie den Jupiter in die entgegengesetzte Richtung seiner Drehung umkreisen.

Die Ananke-Gruppe ist nach ihrem größten Satelliten benannt, der einen mittleren Radius von 14 km hat. Es wird angenommen, dass Ananke auch ein Asteroid war, der von Jupiters Schwerkraft gefangen genommen wurde und dann eine Kollision erlitt, die eine Reihe von Teilen abbrach. Diese Stücke wurden die anderen 15 Monde in der Ananke-Gruppe, die alle rückläufige Umlaufbahnen haben und eine graue Farbe haben.

Die Pasiphae-Gruppe ist eine sehr vielfältige Gruppe, deren Farbe von Rot bis Grau reicht - was darauf hinweist, dass es sich möglicherweise um das Ergebnis mehrerer Kollisionen handelt. Benannt nach Paisphae mit einem mittleren Radius von 30 km sind diese Satelliten rückläufig und vermutlich auch das Ergebnis eines Asteroiden, der von Jupiter gefangen genommen und aufgrund einer Reihe von Kollisionen fragmentiert wurde.

Es gibt auch mehrere unregelmäßige Satelliten, die keiner bestimmten Familie angehören. Dazu gehören Themisto und Carpo, die innersten und äußersten unregelmäßigen Monde, die beide progressive Umlaufbahnen haben. S / 2003 J 12 und S / 2011 J 1 sind die innersten der rückläufigen Monde, während S / 2003 J 2 der äußerste Mond des Jupiter ist.

Struktur und Zusammensetzung:

In der Regel nimmt die mittlere Dichte der Jupitermonde mit ihrer Entfernung vom Planeten ab. Callisto, der am wenigsten dichte der vier, hat eine mittlere Dichte zwischen Eis und Gestein, während Io eine Dichte hat, die angibt, dass es aus Gestein und Eisen besteht. Die Oberfläche von Callisto hat auch eine stark kraterartige Eisoberfläche, und die Art und Weise, wie sie sich dreht, zeigt an, dass ihre Dichte gleichmäßig verteilt ist.

Dies deutet darauf hin, dass Callisto keinen felsigen oder metallischen Kern hat, sondern aus einer homogenen Mischung aus Eis und Gestein besteht. Die Rotation der drei inneren Monde zeigt dagegen eine Unterscheidung zwischen einem Kern dichterer Materie (wie Silikate, Gestein und Metalle) und einem Mantel aus leichterem Material (Wassereis) an.

Die Entfernung vom Jupiter entspricht auch signifikanten Veränderungen in der Oberflächenstruktur seiner Monde. Ganymed zeigt die tektonische Bewegung der Eisoberfläche in der Vergangenheit, was bedeuten würde, dass die unterirdischen Schichten gleichzeitig teilweise geschmolzen sind. Europa zeigt eine dynamischere und neuere Bewegung dieser Art, was auf eine dünnere Eiskruste hindeutet. Schließlich hat Io, der innerste Mond, eine Schwefeloberfläche, einen aktiven Vulkanismus und keine Anzeichen von Eis.

All diese Beweise deuten darauf hin, dass je näher ein Mond dem Jupiter ist, desto heißer sein Inneres - mit Modellen, die darauf hinweisen, dass die Höhe der Gezeitenerwärmung umgekehrt proportional zum Quadrat ihrer Entfernung vom Planeten ist. Es wird angenommen, dass alle Jupitermonde einst eine ähnliche innere Zusammensetzung hatten wie der heutige Callisto, während sich der Rest im Laufe der Zeit aufgrund der durch Jupiters Gravitationsfeld verursachten Gezeitenerwärmung änderte.

Dies bedeutet, dass für alle Jupitermonde außer Callisto ihr inneres Eis geschmolzen ist, so dass Stein und Eisen ins Innere sinken und Wasser die Oberfläche bedecken kann. In Ganymed bildete sich dann eine dickere und feste Eiskruste, während sich im wärmeren Europa eine dünnere, leichter zu brechende Kruste bildete. Auf Io, dem Jupiter am nächsten gelegenen Planeten, war die Erwärmung so extrem, dass der gesamte Stein schmolz und das Wasser in den Weltraum kochte.

Jupiter, ein Gasriese von immensen Ausmaßen, wurde angemessen nach dem König des römischen Pantheons benannt. Es ist nur angemessen, dass ein solcher Planet viele, viele Monde hat, die ihn umkreisen. Angesichts des Entdeckungsprozesses und der Zeit, die wir gebraucht haben, wäre es nicht verwunderlich, wenn sich um Jupiter herum weitere Satelliten befinden, die nur darauf warten, entdeckt zu werden. Siebenundsechzig und zählen!

Das Space Magazine enthält Artikel über Jupiters größten Mond und Jupitermonde.

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Astronomy Cast hat auch eine Episode über Jupiters Monde.