Jupiter - das Herz des Riesen

Jupiter, gesehen von der Raumsonde Cassini auf ihrem Weg zum Saturn. Credit: NASA/JPL/University of Arizona

 Von Juno, der neuen NASA-Sonde zum Planeten Jupiter, war hier schon mal die Rede. Inzwischen wurde die Sonde gestartet und wir müssen nur noch bis 2016 warten, bis sie ankommt - Vorfreude ist die beste Freude!

Anders als die Saturnsonde Cassini wird Juno nicht das ganze Jupitersystem mit seinen vielfältigen Monden erforschen, sondern sich ganz auf den Gasriesen selbst konzentrieren. Dieser ist der fünfte Planet unseres Sonnensystem von Innen gezählt und der mit Abstand größte: Der gewaltige Planet vereint 70% der planetaren Masse unseres Sonnensystems auf sich. Sein Äquatordurchmesser beträgt 143.000 Kilometer - irgendwie naheliegend, dass so ein gewaltiger Planet nicht einfach ein Gesteinsplanet wie unsere Erde sein kann. Wo sollte das ganze Material herkommen um so eine große Gesteinskugel zu bauen und würde sie nicht unter ihrer eigenen Masse kollabieren? Stattdessen besteht Jupiter zu 90% aus Wasserstoff und die restlichen 10% im wesentlichen aus Helium (Stoffmenge nicht Masse). Es handelt sich also um eine Gaskugel mit einer geringen Dichte von 1,3 g/cm³. Die gesteinsbildenden Elemente, auf denen wir Erdbewohner so achtlos rumlaufen, findet man dort nur in Spuren. Diese "Reste" an schweren Elementen reichen bei Jupiter aber immerhin aus, um einen Gesteinskern von circa zwanzig Erdmassen zu bilden. Der Planet ist also differenziert: Was massereich ist, sinkt nach unten (besser: innen).

Wie verteilen sich aber die riesigen Wasserstoffmengen, die tief unter den Wolkenschichten des Gasriesen Jupter vorkommen? Das ist eines der Forschungsthemen der an der Mission Juno beteiligten Wissenschaftler. Das Interessante daran ist, dass sich der Wasserstoff unter den Druckverhältnissen im Jupiterinneren ungewohnt verhält:

"Here on Earth, hydrogen is a colorless, transparent gas. But in the core of Jupiter, hydrogen transforms into something bizarre."

so der Juno Chefwissenschaftler Scott Bolton. Bei diesem bizarren Wasserstoff handelt es sich um eine Hochdruckform des Elements, die man als metallischen Wasserstoff bezeichnet. Die Wasserstoffatome kommen sich unter dem hohen Druck so nahe, dass die Elektronen frei beweglich werden, ähnlich wie bei Metallen. Metallischer Wasserstoff ist daher elektrisch leitend, ein guter Wärmeleiter, spiegelt das Licht und ist flüssig wie Wasser. Auf der Erde kann man diese Substanz nur für kurze Zeit in kleinen Mengen im Labor erzeugen (durch Schockwellen). Auf Jupiter hingegen gibt es vermutlich einen planetenweiten Ozean mit dem Zeugs. In Kombination mit der schnellen Rotation des Jupiters, wo ein Tag gerade mal zehn Stunden dauert, ist der flüssige metallische Wasserstoff wohl auch für das enorme Magnetfeld des Jupiters verantwortlich - was übrigens zu gewaltigen Polarlichtern auf Jupiter führt. Auf die tollen Bilder der Raumsonde Juno, deren polare Umlaufbahn uns direkt über die Polarlichter bringt, kann man sich schon freuen!

Natürlich kann Juno diesen Ozean nicht direkt sehen, aber durch die Vermessung des Magnetfeld, des Gravitationsfeldes und auch der Zusammensetzung der Atmosphäre hoffen die Astronomen in das Herz des Gasriesen Jupiters schauen zu können.

All das wird hier in dem Video noch mal erklärt:



Quelle: science.nasa.gov