Der vierte Mond

Kallisto, aufgenommen von der Jupiter-Sonde Galileo. Credit: NASA/JPL/DLR

 Der vierte Mond heißt Kallisto (auch Callisto geschrieben). Er ist der äußere der vier großen Monde Jupiters, die Galileo Galilei im Jahre 1610 entdeckte. Die drei anderen heißen Io, Europa und Ganymed. Schon mit einem Fernglas sind die vier Monde in der Nachbarschaft des Planeten Jupiters zu sehen. Sie reihen sich wie eine Perlschnur auf. Zu Zeiten Galileis war dies eine überraschende Beobachtung und ein starkes Indiz dafür, dass nicht alles im Universum um die Erde kreist.

Die vier Monde sind eigene Welten für sich. Kallisto ist mit einem Durchmesser von 4821 Kilometern kaum kleiner als der Planet Merkur. Nur der Umstand, dass Kallisto den Jupiter begleitet und nicht allein eine Bahn um die Sonne zieht, macht ihn zum Mond statt zum Planeten. 

Kallisto und die anderen Galilei‘schen Monde sind gemeinsam mit Jupiter entstanden. In der fünffachen Entfernung zur Sonne ist dieser Teil des Sonnensystems viel reicher an Eis als die kuschelig warme Zone, die unsere Erde einnimmt. Die vier Monde sind demnach Eiswelten.

Detailaufnahme vom Jupitermond Europa

Der eigentliche Star dieser Eiswelten ist der Mond Europa und das kommt so: Die drei inneren Monde Io, Europa und Ganymed erfahren starke Gezeitenkräfte auf ihren elliptischen Bahnen um Jupiter. Diese Gezeitenkräfte führen zur Erwärmung des Mondkörpers. Bei Io ist diese Gezeitenheizung so stark, dass der Mond als der vulkanisch aktivste Himmelskörper im Sonnensystem gilt. Ganymed ist schon so weit weg, dass sich die Gezeitenerwärmung nicht mehr so stark bemerkbar macht. In der Mitte aber liegt Europa. Hier schmilzt die Erwärmung seines Inneren einen Teil des Eises, während es an der kalten Oberfläche zu einen Eispanzer gefriert. Geschützt von diesem Eispanzer existiert also ein Ozean flüssigen Wassers, der etwa doppelt so viel Wasser enthält, wie alle irdischen Ozeane zusammen! Am Grund dieses Ozeans könnten warme Zonen mit heißen Tiefseeschloten existieren, wie sie auch in irdischen Ozeanen zu finden sind. Und wie auf der Erde könnten diese Zonen Orte für Leben darstellen. Europa ist der beste Kandidat für Leben außerhalb der Erde, den wir kennen.

Kallisto ist der am weitesten entfernte Mond. Seine große Entfernung macht ihn zur idealen Basis für Expeditionen zu den anderen Monden, denn er befindet sich außerhalb des gefährlichen Strahlungsgürtels Jupiters. In diesem Gürtel werden geladenen Teilchen, die dem Vulkanismus des innersten Mond Io entspringen, durch das Magnetfeld Jupiters auf hohe Geschwindigkeiten gebracht - kein guter Ort für Langzeitaufenthalte!

In dem Roman Der vierte Mond von Kathleen Weise begibt sich der Leser zu einer Raumstation auf Kallisto, von der aus Expeditionen nach Europa aufbrechen, um Proben aus dem Ozean des inneren Mondes zu entnehmen. Diese Proben sind kontaminiert, so dass bis auf einen Astronauten alle Expeditionsteilnehmer sterben. Der erfahrene Sciencefiction-Leser weiß natürlich sofort, dass die Proben biologisch(!) kontaminiert sind und etwas überlebt hat.

Es sind aber gar nicht so viele Seiten des Romans dem Kallisto gewidmet. Wir verbringen erstaunlich wenig Zeit auf dem Mond und die Autorin geizt mit der Beschreibung dieser Welt und der großartigen Aussicht auf Jupiter. Das schön gestaltete Buchcover vermittelt da deutlich mehr Stimmung.

Der Roman erzählt vor allem vom Leben der Spaceworker, wie die Astronauten in der Welt des Jahres 2104 genannt werden. Aus dem Flug zu den Sternen ist längst ein Business geworden, ein Bergbaugeschäft, angeführt von dem Privatunternehmen Space Rocks. Dieses hat seinen Sitz in Luxemburg, ein Staat, der tatsächlich auch außerhalb der Romanwelt die Möglichkeiten des Bergbaus im Sonnensystem bereits erkannt hat. Neben der Firmenzentrale von Space Rocks in Luxemburg ist die Stadt Kourou in Französisch-Gayana der zweite wesentliche Handlungsort. Von hier aus starten die Raketen der Europäer ins All und somit ist es auch das Zuhause vieler Spaceworker.

Die Arbeit der Spaceworker hat nichts mehr mit der Romantik der Raumfahrt zu tun. Es ist harte Maloche. Die Autorin verwendet konsequent Sprachbilder aus dem Bergbau. So kommt bei „Grubenunglücken im All“ die „Grubenwehr“ zum Einsatz, die Spaceworker sind gewerkschaftlich organisierte „Kumpel“, bei denen das Spacemining bereits eine Familientradition ist – und natürlich halten sie alle fest zusammen!

Die konsequente europäische Perspektive und die Bergmannsprache sorgen für einen frischen, ungewohnten Ton in der sonst so amerikanisch dominierten Sciencefiction-Literatur. Das Buch kommt auch weitestgehend ohne irgendwelche SF-Gadgets aus. Wir bewegen uns in dem uns bekannten Sonnensystem mit einer Technik und auf der Grundlage von Businessmodellen, wie sie jetzt bereits vorliegen. Das Jahr 2104, in dem der Roman spielt, ist recht nahe.

Zwei Dinge, die ich persönlich bemerkenswert finde: Die Spaceworker bringen Wasser, bzw. Eis von dem fernen Mond Europa mit zur Erde. Kaum eine Substanz ist esoterisch so aufgeladen wie Wasser und so kann man sich gut vorstellen, dass es eine große Nachfrage nach Europa-Wasser auf der Erde gibt. Es könnte heilende Kräfte haben oder einfach nur gesund sein. Reiche Leute, die schon alles haben, könnten es auch einfach benutzten, um auf ihren Partys exotische Drinks zu mixen. Ich finde die Idee der Autorin interessant, dass sich die Spaceworker mit dem Schmuggeln von Weltraum-Eis einen illegalen Nebenverdienst erwirtschaften.

Ein anderes Thema, das in den Roman anklingt, ist die leidige Unzulänglichkeit des menschlichen Körpers für den Weltraum. Unsere Biologie ist so verletzlich und evolutionär so sehr optimiert für das Leben auf diesen einen Planeten namens Erde. Dieses Problem müssen wir irgendwie überwinden, wenn wir eine interplanetare Spezies werden wollen. In der Buch- und Fernsehserie „The Expanse“ wird die Anpassung des Menschen an den Weltraum konsequent durchgespielt. Menschen, die seit Generationen im Asteroidengürtel wohnen, entwickeln Eigenschaften, die sie für das Leben in dieser Zone des Sonnensystems optimiert, doch gleichzeitig unfähig macht, auf der Erde zu existieren.

Auch die Spaceworker stehen am Beginn solch einer Entwicklung, die – Spoileralarm! – durch den Fund des kontaminierten Wassers von Europa stark beschleunigt wird.

Fazit: Ein lesenswerter und leicht zu lesender Sciencefiction-Roman aus einer nahen Zukunft mit einem interessanten Worldbuilding. Die vielen Erzählstränge, die der Roman aufmacht, werden allerdings nur unzureichend zu Ende erzählt. Da könnte ich mir einen zweiten Roman über den vierten Mond gut vorstellen.

Kathleen Weise Der vierte Mond, Heyne-Verlag, München, 2021, ISBN 978-453-32082-6

Für diesen Text wurde kein kostenloses Rezensionsexemplar verwendet.

Alte Bilder von Europa neu bearbeitet

Crisscrossing Bands, image credit: NASA/JPL-Caltech/SETI Institute

 Bei der amerikanischen Raumfahrbehörde NASA plant man für die Zukunft: Die Raumsonde Europa Clipper soll sich in 45 Vorbeiflügen dem   Jupitermond Europa bis auf 25 Kilometern annähern. Um besser auf das vorbereitet zu sein, was die Astronomen dann erwartet, haben die Wissenschaftler in aufwendiger Arbeit alte Aufnahmen der Jupiter-Sonde Galileo aus den neunziger Jahren neu bearbeitet. Herausgekommen sind diese spektakulären Aufnahmen des Jupitermondes Europa.

Chaos Near Agenor Linea, image credit: NASA/JPL-Caltech/SETI Institute

Die Auflösung der Bilder liegt bei etwa 220 Meter pro Pixel. Die Ausschnitte der Mondlandschaft sind jeweils circa 280 Kilometer groß.

Chaos Transition, image credit: NASA/JPL-Caltech/SETI Institute

Die drei Bilder zeigen Regionen, die alle auf dem gleichen Längengrad liegen. Die Bilder wurden am 26. September 1998 beim 17. Orbit der Raumsonde Galileo um Jupiter aufgenommen. Das nächste Bild zeigt die Lage der drei Regionen auf dem Europa-Globus:

Image credit: NASA/JPL-Caltech/SETI Institute

Europa gehört zu den vier großen Monden Jupiters, die Galileo Galilei 1610 mit seinem einfachen Teleskop entdeckte. Jeder kann heutzutage diese Entdeckung mit einem Fernglas nachvollziehen. Die vier Galilei'schen Monde Io, Europa, Ganymed und Kallisto sind jeweils spannende Welten für sich, die von ihrer Größe her als Planeten durchgehen würden, wären sie nicht zusammen mit Jupiter entstanden und noch heute in seinem Gravitationsfeld gefangen.

Europa ist mit einem Durchmesser von 3.122 Kilometern der kleinste der vier großen Monde. Er umkreist in 3,5 Erdtagen den Jupiter. Wäre er dem Gasriesen Jupiter nicht so nahe, könnte man Europa mit dem bloßen Auge sehen.

Ganz anders als unser Erdmond bestehen die Galilei'schen Monde zu einem beträchtlichen Teil aus Eis. Bei Europa ist das geradezu offensichtlich. Wir schauen auf eine Fläche gefrorenen Wassereis aus der tafelförmige Eisberge herausragen und die von einem gewaltigen Netzwerk farbiger Rillen durchzogen wird. Echte Berge aus Gestein, wie wir sie kennen hat Europa nicht. Der Mond ist glatt wie ein Babypopo mit Erhöhungen von gerade mal ein paar hundert Metern.

Die geringe Kraterdichte zeigt, dass sich die Oberfläche Europas ständig erneuert. Der Mond ist also geologisch aktiv. Bei unserer Erde ist es plastisch verformbares oder sogar aufgeschmolzenes Magma-Gestein, das den Planeten aktiv hält. Die Oberfläche des Mondes Europa hingegen wird von einem gewaltigen Ozean flüssigen Wassers unter dem Eis geformt. Die Energie für das Aufschmelzen des Eises bezieht der Mond aus den Gezeitenkräften im Gravitationsfeld des Gasriesen Jupiters.

Mit der Mission Europa Clipper wollen die Forscher mehr über diesen Ozean erfahren. Wie tief ist er? Wie hoch ist sein Salzgehalt? Könnte Leben wie wir es kennen in ihm existieren?

Dieses Video stellt die Mission Europa Clipper vor:

Ganymed von oben

NASA / JPL-Caltech / SwRI / MSSS / Image processing by Gerald Eichstädt

 Raumsonden, die zu den Planeten unseres Sonnensystems reisen, zeigen uns diese Himmelskörper nicht nur aus der Nähe, sondern oftmals auch aus ungewohnter Perspektive. So können wir von der Erde aus nie die Pole der großen Jupitermonde sehen.

Die Raumsonde Juno, die sich derzeit im Jupitersystem befindet, umkreist den größten Planeten unseres Sonnensystems in einer polaren Umlaufbahn. Die stark elliptische Bahn führt das Raumfahrzeug weit von Jupiter weg, nur um dann die Sonde sozusagen auf den Pol Jupiters stürzen zu lassen - natürlich knapp vorbei. Bei der 24. Annäherung an Jupiter entstand dieses Bild, dass den Mond Ganymed aus etwa 100.000 Kilometer Entfernung zeigt.

Die Aufnahme wurde am 25. Dezember 2019 mit der JunoCam aufgenommen. Das ist eine Begleitkamera der Raumsonde Juno, die gar nicht als wissenschaftliches Experiment ausgelegt wurde, sondern eher wie eine Art Actioncam den Flug von Juno dokumentieren soll. Inzwischen verdanken wir aber dieser JunoCam sehr spektakuläre Ansichten der Jupiter-Pole.

Eine vertrautere Ansicht von Ganymed zeigt diese Aufnahme der Raumsonde Voyager 1 vom 5. März 1979.

NASA / JPL-Caltech / Björn Jónsson

 
Anders als Juno bewegte sich die Voyager-1-Sonde in der Ebene der Ekliptik, also der Bahnebene unserer Erde um die Sonne. 

Ganymed gehört zu den vier Galilei'schen Monden. Dies sind die vier größten Monde Jupiters. Sie wurden im Jahre 1610 von Galileo Galilei mit seinem selbstgebauten Teleskop entdeckt. Heutzutage kann man mit jedem Fernglas diese Entdeckung nachvollziehen.

Mit einem Durchmesser von 5262 Kilometern ist Ganymed nicht nur der größte galileische Mond, sondern der größte Mond im gesamten Sonnensystem. Er ist größer als der Planet Merkur. Dabei ist seine Dichte mit 1,94 g/cm³ sehr gering. Das lässt darauf schließen, dass Ganymed aus einer Mischung aus Eis und Gestein besteht. Diese Mischung ist aber ausdifferenziert, das heißt in Schichten angeordnet: Ein dichter Gesteinskern ist von mehreren Lagen sehr dicken Eis umgeben. Zwischen diesen Lagen vermuten die Astronomen auch einen den ganzen Mond umspannenden Ozean aus flüssigem Wasser.

Ganymed ist keine starre Eiskugel. Bahnresonanzen mit zwei anderen großen Monden, nämlich Io und Europa, führen zu einer Erwärmung des Inneren Ganymeds. Genug Wärme, um auch in einer Entfernung von der Sonne, die fünfmal so groß ist wie die Entfernung der Erde zur Sonne, Wasser flüssig zu halten.

Wenn wir erst einmal den Mars kolonisiert haben, könnte Ganymed ein lohnendes nächstes Ziel sein. Die Wasserversorgung ist sicher, aber auch die enorm hohe Strahlenbelastung in der Nähe Jupiters ist in der Entfernung Ganymeds bereits auf das etwa 30-fache der natürlichen Strahlungsbelastung hier auf der Erde abgesunken. Das ist ein Wert, mit dem man Leben kann, wenn die Behausung der Astronauten entsprechend ausgelegt ist. In der Sciencefiction-Serie The Expanse existiert auf Ganymed eine Stadt, die große Gewächshäuser beherbergt, die wiederum die Menschen des äußeren Sonnensystems mit Nahrung versorgen.

Wie die anderen großen Monde Jupiters auch, stammt der Name Ganymed von einer der zahllosen Liebschaften des griechischen Obergottes Zeus (lateinisch: Jupiter). Zeus verbeamtete Ganymed als Mundschenk und setzte ihn als Sternbild Aquarius (Wassermann) für die Ewigkeit an den Himmel.

Schwarzes Loch über Jupiter?

Credit & License: NASA/JPL-Caltech/SwRI/MSSS; Processing: Kevin M. Gill

 Nein, natürlich nicht! Der schwarze Schatten über den Wolken des größten Planeten unseres Sonnensystems wird von seinem Mond Io verursacht.

Jupiter hat nach derzeitigem Kenntnisstand 79 Monde. Vier davon sind so groß, dass sie einen dunklen Schatten werfen, wenn sie bei ihrem Lauf um den Planeten vor die Sonne geraten. Auf Jupiter wäre an dieser Stelle eine Sonnenfinsternis zu sehen.

Für Amateurastronomen ist das nichts Besonderes. Der Transit eines Mondes vor der Jupiterscheibe kommt so regelmäßig vor, dass er in astronomischen Jahrbüchern vorhergesagt wird. Außergewöhnlich ist bei dieser Aufnahme allerdings die Perspektive. Wir sehen hier den Schatten des Mondes Io durch das Kamera-Auge der Raumsonde Juno. Dieser Planetenorbiter der NASA umkreist seit Juli 2016 auf einer weiten Ellipse die Pole des Jupiters.

Der Jupiter-Mond Io wurde im Jahre 1610 von Galileo Galilei entdeckt. Es waren gleich vier "Sternchen", die dem italienischen Astronomen bei seinem ersten Blick durch das Teleskop auffielen: Io, Europa, Ganymed und Kallisto. Alle vier, so wurde ihm schnell klar, umkreisen den Jupiter. Das war eine echte Sensation, ging man doch damals noch davon aus, dass allein unsere Erde das Zentrum eines Planeten- oder Mondorbits sein kann.

Dieses Bild zeigt den Mond Io, fotografiert von der Raumsonde Galileo im Jahre 1999.

Credit: NASA

Mit einem Durchmesser von 3600 Kilometern ist Io größer als unser Erdmond. Gezeitenkräfte sorgen für eine Erwärmung seines Inneren, so dass der Mond geologisch sehr aktiv ist. Seine Vulkane schleudern in jeder Sekunde etwa eine Tonne Material von der Oberfläche. Diese elektrisch geladenen Teilchen gehen aber nicht verloren, sondern werden vom Magnetfeld des Jupiters eingefangen und beschleunigt. Der so entstehende Plasma-Ring um Jupiter ist die größte Bedrohung für die Raumsonde Juno und begrenzt ihre Lebensdauer auf hoffentlich 35 Umläufe. Bei jedem Umlauf taucht die Sonne durch den Plasma-Ring hinunter bis über die obere Wolkenschicht des Jupiters, um dessen inneren Aufbau zu erschließen.

Dieses Video erläutert die aktuelle Juno-Mission. Der Orbiter liefert Daten, die jetzt schon ein überraschendes Bild des größten Planeten unseres Sonnensystems zeichnen:



Quelle: NASA APOD

Sturm auf Jupiter

 Dieses Aufnahme zeigt einen riesigen Sturm auf der Nordhalbkugel des Gasriesen Jupiter. Das Bild wurde von der Raumsonde Juno bei ihrem neunten nahen Vorbeiflug an Jupiter aufgenommen. Dies war am 24. Oktober 2017. Zu diesem Zeitpunkt befand sich die NASA-Sonde Juno 10.108 Kilometer über der Wolkendecke Jupiters. Die Auflösung des Bildes beträgt 6,7 km/Pixel.

Der Sturm rotiert gegen den Uhrzeigersinn. Die Wolken, die den Sturm bilden, haben unterschiedliche Höhen. Die dunkleren Wolken liegen tiefer in der Atmosphäre als die helleren Bereiche. Entlang der hellen "Arme" des Sturms sind hohe, leuchtende Wolken und Wolkenbänke zu sehen, die Schatten auf die darunter liegenden Wolken werfen. Das Sonnenlicht kommt von links.

Diese leuchtend hellen Wolkenbänke entstehen vermutlich aus Aufwinden, die weiße Ammoniak-Kristalle mit sich führen. Sie überragen ihre Umgebung um 7 bis 12 Kilometer.

Quelle und weitere Infos:
https://www.nasa.gov/juno
Image Credits: NASA/JPL-Caltech/SwRI/MSSS/Gerald Eichstädt/ Seán Doran

Voyager: Die große Reise durchs Sonnensystem

Volle Auflösung
Image Credit: NASA, Voyager 1, JPL, Caltech; Processing & License: Alexis Tranchandon / Solaris

 Vor 40 Jahren starteten die beiden Raumsonde Voyager 1 und 2 zu ihrer großen Reise durch das äußere Sonnensystem. Sie besuchten zunächst Jupiter und Saturn. Voyager 1 "bog" bei Saturn ab, um dem größten Saturnmond Titan näher zu kommen. Voyager 2 setzte die Reise zu Uranus und Neptun fort. Bis heute hat keine anderes Raumfahrzeug diese beiden Eisriesen besucht.

Sehr viele Bilder von Jupiter, Saturn, Uranus und Neptun, die wir in Büchern und anderen Medien zu sehen bekommen, sind Voyager-Aufnahmen. So auch das Foto oben. Es zeigt einen Ausschnitt des turbulenten Wettergeschehens auf Jupiter, den Voyager 1 im März 1979 erreichte.

Im Zentrum des Bildes sehen wir den Großen Roten Fleck, ein gewaltiger Wirbelsturm auf Jupiter, so groß wie unsere Erde. Der Große Rote Fleck wurde schon vor über 350 Jahren von dem Astronomen Giovanni Cassini beschrieben. So langlebig diese Struktur ist, so wenig wissen wir, was diesem Fleck die rote Farbe verleiht.

Links vom Großen Roten Fleck zieht der Mond Europa vor Jupiter vorbei. Europa gehört zu den vier großen Monden, die Galileo Galilei im Jahre 1610 als erster beschrieb, nachdem er sie mit seinem selbstgebauten Teleskop entdeckt hatte - eine Entdeckung, die heute jeder mit einem guten Fernglas nachvollziehen kann.

Europa ist von einem geschlossenen Eispanzer umgeben. Darunter vermuten die Forscher einen Ozean aus flüssigem Wasser, offen gehalten von der Wärme der Gezeitenkräfte.

Rechts oben ist ein schwarzer Fleck zu erkennen. Er stammt von einem zweiten der vier großen Monde, nämlich Io. Die Sonde Voyager 1 konnte bei ihrem Vorbeiflug am Jupitersystem aktiven Vulkanismus auf Io dokumentieren.

Die gesamte Reise der Voyagersonden kann nicht in einem kurzen Blogpost dokumentiert werden. Wie bereits geschrieben, begegnen einem die Aufnahmen der Sonden immer wieder. Einen stimmungsvollen Eindruck vermittelt dieses NASA-Video:



In dem Video erfahren wir unter anderem, dass die Voyager-Sonden bis heute funktionieren und wissenschaftliche Daten senden - nach vierzig Jahren im All!

Diese Grafik fasst den zeitlichen Ablauf der Missionen zusammen:

Volle Auflösung

 Voyager 1 und 2 setzen ihre Reise in den interstellaren Raum fort. Sie werden so zu Boten der Menschheit, weshalb man den Sonden Grußbotschaften von der Erde auf einer goldenen Schallplatte mitgegeben hat.

 Auch wenn es eher unwahrscheinlich ist, dass eines Tages Außerirdische eine der Sonden abfangen und die Schallplatte abspielen werden, so ist allein die Fragestellung, was man einer fremden Intelligenz über die Menschheit mitteilen will, welche Auswahl man für diesen begrenzten Datenträger wählen soll, inspirierend.

Schließlich will ich noch auf diesen sehr stimmungsvollen Film von Santiago Menghini hinweisen, der die große Reise der beiden Voyagers angemessen feiert:

Voyagers from Santiago Menghini on Vimeo.

Das Weltraumteleskop Hubble und die Jupiter-Opposition

Jupiter in Opposition

Heute, am Freitag den 07. April, steht der größte Planet unseres Sonnensystem in Opposition. Das heißt, der Planet befindet sich aus unserer Perspektive gegenüber der Sonne. Wenn wir die Sonne im Rücken haben, blicken wir Richtung Jupiter. Ganz praktisch bedeutet dies, dass der Planet mit Sonnenuntergang im Osten auf geht und dann die ganze Nacht zu sehen ist.

Jupiter ist im Sternbild Jungfrau zu finden. Blickt man um 22:00 Uhr Richtung Südosten sieht man das Sternbild aufgehen. Spica, der hellste Stern der Jungfrau, befindet sich südlich von Jupiter. Bei schlechter Horizontsicht orientiert man sich besser an dem markanten Frühjahrsternbild Löwe, dessen beiden hellen Sterne Regulus und Denebola in der Grafik oben markiert sind. Ein weiterer heller Stern ist Arktur im Bärenhüter. Die Jungfrau mit Jupiter befindet sich unterhalb der Linie Regulus-Denebola-Arktur.
Für das Bild oben wurde als Datum der 10. April in der Planetariumssoftware ausgewählt. An diesem Abend kommt es zu einer engen Begegnung von Mond und Jupiter. Das ist ein sehr reizvoller Anblick.

Natürlich ist die lange Sichtbarkeit des Jupiters nicht auf das Datum der Oppositionsstellung begenzt. Wir können Jupiter noch bis in den Sommer hinein sehr gut beobachten.

Befindet sich ein äußerer Planet aus unserer irdischen Sicht gegenüber der Sonne, ist er uns auch relativ nahe. Zum Zeitpunkt der Opposition trennen uns 4,5 Astronomische Einheiten von Jupiter, das heißt, der Planet ist 4,5 mal so weit von uns entfernt, wie wir von der Sonne. Das sind etwa 670 Millionen Kilometer oder 37 Lichtminuten!

Da Jupiter mit etwa elf Erddurchmesser so riesig ist, ist er trotz dieser großen Entfernung ein grandioses Objekt im Teleskop. Nur die nahe Venus kann uns noch größer erscheinen, als Jupiter.

Die Grafik oben zeigt neben Jupiter auch seine vier großen Monde Io, Europa, Ganymed und Kallisto. Diese sind bei geringer Vergrößerung im Teleskop gut zu erkennen. Es reicht dafür bereits ein Feldstecher.
In der Grafik oben scheint Ganymed auffallend nahe an Jupiter zu stehen. Da die Monde um Jupiter kreisen, ändern sie jedoch ständig ihre Position. Das Bild zeigt die Stellung der Monde am 07. April um 22:00 Uhr. Noch vor wenigen Minuten(!) befand sich Ganymed vor der Jupiterscheibe. Solche Durchgänge der Monde vor der Planetenscheibe zu beobachten, ist ein schönes Naturschauspiel. Man erlebt das Jupitersystem in drei Dimesnionen und durch den Bezugspunkt der Planetenscheibe bekommt man ein Gefühl für die Bahngeschwindigkeiten der Monde. Damit man solch ein Ereignis nicht verpasst, schaut man am besten in ein astronomisches Jahrbuch, wie zum Beispiel dem Kosmos Himmelsjahr.

Jupiter hat insgesamt 67 Monde, aber nur vier sind so groß, dass man sie leicht beobachten kann. Wie groß die vier Monde sind, verdeutlicht diese Fotomontage. Wir sehen den gelblichen Mond Io im Vergleich zu unserer Erde und dem Erdmond:

Im Vergleich zum riesigen Jupiter sind die Monde aber natürlich winzig:

Copyright NASA/JPL

Entdeckt wurden Io, Europa, Ganymed und Kallisto im Jahre 1610 von Galileo Galilei. Sie werden daher auch Galilei'sche Monde genannt. Auch Galilei blieb die Bewegung der Monde nicht verborgen, was er in Zeichnungen festhielt, die er 1610 in seiner Schrift Siderius Nuncius veröffentlichte:

 Der Tanz der Monde ist schon mit kleinen Optiken zu bewundern. Mit einem größeren Teleskop offenbahrt sich unter guten Sichtbedingungen (Seeing) das turbulente Wettergeschehen der Jupiteratmosphäre. Man erkennt mindestens zwei dunkle Bänder, die nördlich und südlich parallel zum Äquator verlaufen. Getrennt sind sie von hellen Zonen. Hier steigt warmes Gas, das Ammoniak mit sich führt, auf. In höheren Schichten kühlt das Gas ab und Ammoniak fällt als weiße Wolken aus. Schnee rieselt in Richtung Jupiter. An den Flanken dieser weißen Zonen aus Wolken sinkt das Gas wieder ab. Hier sehen wir durch die dunklen Bänder auf tiefer liegende Wolkenschichten im komplexen Wettergeschehen Jupiters.

Durch die schnelle Rotation Jupiters - ein Jupitertag dauert gerade mal zehn Stunden - kommt es zu heftigen Scherwinden und Turbulenzen. Der größte und bekannteste Wirbelsturm Jupiters ist der Große Rote Fleck.

Copyright: NASA,/JPL/Voyager 1

Er ist seit über 300 Jahren bekannt. Anders als bei den dunklen Bändern sehen wir hier nicht auf tiefere Wolkenschichten in die Atmosphäre hinein. Vielmehr überragt der Große Rote Fleck seine Umgebung um etwa acht Kilometer - ein gewaltiger Berg im Meer aus Gas. Für eine Rotation um seine Achse benötigt er etwa 6 Tage.
Im Laufe der Zeit veränderte der Große Rote Fleck seine Farbe von tiefrot zu lachsfarben. Er ist daher gar nicht so leicht zu beobachten, aber gerade weil er sich verändert ist er ein interessantes Beobachtungsobjekt.

Im Teleskop fällt auf, dass in hohen Breiten das Streifenmuster von Bändern und Zonen durch eine andere Strukturen abgelöst wird. Dank der Raumsonde Juno, die sich aktuell im Jupitersystem befindet, haben wir derzeit eine Sicht auf Jupiter, die wir irdischen Beobachter nie erlangen können: Juno befindet sich in einer polaren Umlaufbahn und blickt direkt auf die Pole:

NASA/JPL/Juno

So ergänzen sich wunderbar die Ansichten von Jupiter, die wir hier mit unseren Teleskopen erzielen können, mit dem fliegenden Auge der NASA.

Bildquelle: Alle Planetraiumsgrafiken wurden erzeugt mit Kosmos Himmelsjahr 2017:

Jupiter, Io, Ganymed und sein Schatten!

Jupiter, der größte Planet unseres Sonnensystems, dominiert derzeit die Nacht. Seine Aufgänge erfolgen immer früher. Am 7. April erreicht er schließlich seine Oppostion. Dann steht er aus unserem Blickwinkel der Sonne genau gegenüber und geht so mit Sonnenuntergang auf. Er leuchtet dann die ganze Nacht in südlicher Himmelsrichtung und zwar so hell, dass man ihn mit keinem Stern verwechseln kann.

Diese Aufnahme von Damian Peach zeigt Jupiter mit zwei seiner Monde, nämlich Io und Ganymed. Letzterer wirft seinen Schatten auf den Gasriesen. Io und Ganymed gehören zu den vier Galilei'schen Monden. Sie wurden im Jahre 1610 von Galileo Galilei entdeckt. Inzwischen kennen wir 67 Monde im Jupitersystem, doch nur die vier großen sind leicht zu beobachten. Sie heißen Io, Europa, Ganymed und Kallisto, benannt nach Gespielinnen des Gottes Zeus (römisch Jupiter).

Ganymed ist der größte Mond im Sonnensystem überhaupt und übertrifft im Durchmesser sogar den Planeten Merkur. Die Oberflächen von Europa, Ganymed und Kallisto sind sehr reich an Eis. Io hingegen ist von starken Vulkanismus geprägt. Gezeitenkräfte heizen ihn auf und führen zu heftigen Vulkanausbrüchen und Lavaströme.

Der Blick auf Jupiter lohnt sich in diesen Tagen ganz besonders. Jupiter macht dabei in so ziemlich jeder Optik eine gute Figur: Vom Fernglas, bis zum Teleskop.

Quelle: APOD

Der dynamische Jupiter im Blick der Hobby-Astronomen

Jupiter macht in jedem Teleskop eine gute Figur und gehört daher zu den meist beobachteten Himmelsobjekten. Der Planet ist hell, groß und seine Atmosphäre spektakulär.

Aber es kommt noch besser: Die Fotografie der hellen Planeten ist mit vergleichsweise geringem Aufwand möglich und so wird Jupiter bei jeder nächtlichen Sichtbarkeit von Hobby-Astronomen weltweit fotografiert. Wenn man diese Bilder geschickt kombiniert, entsteht eine fast lückenlose Überwachung des dynamischen Geschehens in der Jupiteratmosphäre. Über 1.000 Bilder von 91 Astrofotografen aus der ganzen Welt zeigen in dem Video das Geschehen auf Jupiter zwischen dem 19. Dezember 2014 und dem 31 März 2015.

Natürlich verdanken wir den Profiastronomen wunderbare spektakuläre Aufnahmen des größten Planeten unseres Sonnensystems, die nur mit ihren Spitzenteleskopen und Raumsonden möglich sind, aber dafür ermöglicht die große Zahl ambitionierter Amateure die zeitliche Auflösung des Geschehens auf Jupiter.

Wer mehr über dieses Projekt erfahren möchte, lese bitte den Blogpost von Phil Plait: A journey to Jupiter, without leaving Earth

Jupiter von unten

Image Credit: NASA/JPL-Caltech/SwRI/MSSS/Roman Tkachenko. Volle Auflösung

 Diese spektakuläre Aufnahme des Südpols von Jupiter wurde von Roman Tkachenko aus den Rohdaten der amerikanischen Raumsonde Juno erstellt. Juno überflog für die Aufnahme am 02. Februar 2017, in einer Höhe von 102.100 Kilometern über den Wolken, den Pol des größten Planeten unseres Sonnensystems. Diese Höhe entspricht in etwa ein Viertel der Distanz Erde-Mond.

Die Bilder des Jupiterorbiters Juno zeigen spektakuläre Wirbelstürme, die um den Südpol wirbeln - von irdischen Teleskopen aus so nicht sichtbar. Eher vertraut sind die weißen Ovale, die sich in regelmäßigen Abstand am Rand der Aufnahme zeigen. Auch die Streifenstruktur aus Bändern und Zonen ist in dem Bild zu erahnen. Diese Mischung aus geordneter Struktur und wirbelnden Chaos machen Jupiter so unvergleichbar schön.

Über den Polen sehen wir immer die von der Sonne beleuchtete Taghälfte und die Nachtseite des Planeten. Da die Rotationsachse des Jupiter fast senkrecht auf der Ebene seiner Bahn um die Sonne steht, gibt es keine Jahreszeiten auf Jupiter und die Tag- und Nachtseite ist immer fast gleich groß.

Jupiter von unten

 So haben wir den Planeten Jupiter noch nie gesehen!*) Die Raumsonde Juno hat den größten Planeten unseres Sonnensystems erreicht und schwenkt in einem polaren Orbit um den Planeten ein. So sehen wir auf dieser Aufnahme vom 27. August den Südpol des Jupiters, wobei der Planet eindrucksvoll eine der Sonne zu- und eine abgewandte Hemisphäre zeigt.

 Unser Sonnensystem ist flach wie ein Pfannkuchen - wenn man mal die Kometen außer acht lässt. Die Sonde Juno verlässt diese Ebene und umkreist Jupiter senkrecht dazu.Solche polaren Umlaufbahnen sind insbesondere bei der Erdbeobachtung keine Besonderheit, bei den Planetensonden aber schon noch.

 Der Nordhemisphären-Chauvinismus verleitet uns dazu, den Nordpol als "oben" zu betrachten, so wie wir das von einem Globus gewohnt sind. Gemünzt auf Jupiter bedeutet dies, dass das Bild den Planeten von unten zeigt. Die Zuschreibung "oben" und "unten" ist aber natürlich rein willkürlich.

 Juno war zum Zeitpunkt der Aufnahme 94.500 Kilometer über den Jupiterwolken. Im Teleskop sind wir von Jupiters Streifenmuster - die dunklen Bänder und hellen Zonen - fasziniert, an den Polen hingegen dominiert ein Flickenteppich aus rotierenden Wolkenwirbeln, die an irdische Stürme erinnern.

*) Stimmt nicht ganz. Mit Aufnahmen der Raumsonde Cassini konnte auch schon jeweils ein Bild von Nord- und Südpol des Jupiters erstellt werden. Cassini flog allerdings nur zum Schwung holen an Jupiter vorbei, um dann weiter zu Saturn zu fliegen. Juno hingegen ist ein echter polarer Orbiter.

Io über Jupiter

Io ist der innerste der vier großen Monde des Jupiters. Entdeckt wurden die vier von Galileo Galilei, weshalb sie auch Galilei'sche Monde genannt werden. Groß sind die vier wirklich, Io zum Beispiel ist etwas größer als unser Erdmond.

Auf dieser Aufnahme der Raumsonde Cassini sehen wir den Mond in etwa 350.000 Kilometern Höhe über den Wolken des Planeten Jupiter. Auch diese Höhe ist in der Größenordnung der Entfernung unseres Mondes von der Erde. Während der Blick vom Erdmond eine sehr schöne blaue Kugel zeigt, die einsam und verloren im schwarzen All schwebt, ist der Himmel für einen Io-Bewohner von Jupiter bedeckt. Dieser Bewohner kann sich wahrscheinlich gar nicht an den dynamischen Veränderungen der Wolkenstrukturen satt sehen, wenn er sich nicht gerade vor einem Vulkanausbruch in Sicherheit bringen muss. Io ist der vulkanisch aktivste Ort im Sonnensystem.

Die Raumsonde Cassini ist längst bei Saturn angekommen und erforscht dort seit Jahren erfolgreich den Ringplaneten und dessen Monde. Am Jupiter kam sie Ende 2000 nur kurz vorbei um für ihre weite Reise Schwung zu holen. Trotzdem blieb genug Zeit für tolle Aufnahmen.

Die aktuelle Raumsonde bei Jupiter heißt Juno. Sie soll sich der Wolkendecke bis auf 5.000 Kilometern Höhe annähern, weit unterhalb der Umlaufbahn von Io.

Image Credit: Cassini Imaging Team, SSI, JPL, ESA, NASA

Juno im Anflug auf Jupiter

Noch zwei Tage und 14 Stunden, dann zündet das Triebwerk der Raumsonde Juno, bremst die Sonde ab und lässt sie so zu einem künstlichen Mond des Jupiters werden. Die NASA hat diesem Termin auf einen Feiertag, den amerikanischen Unabhängigkeitstag, gelegt und so die volle Aufmerksamkeit der Netzgemeinde. Bei uns ist dann schon der 5. Juli, früh am Morgen um 05:18 Uhr MESZ.

Fast fünf Jahre war Juno unterwegs. Nach der Raumsonde Galileo wurde es höchste Zeit, den größten Planeten unseres Sonnensystems wieder eine eigene Forschungssonde zu widmen. Zum Vorgänger Galileo gibt es jedoch gravierende Unterschiede. So ist Juno ist mit Solarzellen bestückt und nicht mit einer Radioisotopenbatterie. Da Jupiter etwa fünfmal so weit von der Sonne entfernt ist, wie unsere Erde, erreicht auch nur 1/25 des Sonnenlichts den Planeten und somit auch die Raumsonde. Dennoch sollen die Solarzellen genügend Energie bereitstellen.

Ein weiterer Unterschied zur Vorgängermission: Die Raumsonde Galileo hatte eine äquatoriale Umlaufbahn um den Gasriesen eingeschlagen und erforschte neben Jupiter auch seine vier großen Monde: Io, Europa, Ganymed und Kallisto. Juno hingegen wird sich ganz dem Planeten Jupiter allein widmen. Dafür schwenkt Juno in einen polaren Orbit ein. Die Raumsonde überfliegt also die beiden Pole des Planeten mit freiem Blick auf Polarlichter.

Die Sonde kommt auf ihrem Orbit Jupiter auch sehr nahe, bis auf 5.000 Kilometer über die Wolkendecke. Dazu muss Juno immerwieder die intensiven Strahlungsgürtel Jupiters durchqueren. Um die intensive Strahlungsbelastung zu überstehen, musste für die Elektronik von Juno eine speziellen Abschirmung aus Titan entwickelt werden. Wie gut die Bordelektronik und die Sensoren von Juno mit dieser extremen Umwelt zurecht kommen werden, ist auch für die Techniker der NASA eine spannende Frage. Es wäre sehr überraschend, wenn Juno auch nur annähernd so lange überleben kann wie Galileo oder wie die immernoch aktive Saturnsonde Cassini. Angesetzt ist die Mission auf zwanzig Monate. Die Erforschung der Magnetosphäre von Jupiter ist andererseits die beste Möglichkeit, Rückschlüsse auf das Innere von Jupiter zu ziehen.

Das Bild oben wurde von Juno am 21. Juni 2016 beim Anflug auf Jupiter aus 10,9 Millionen Kilometer Entfernung aufgenommen. Wir sehen den Gasriesen Jupiter und können zwei seiner charakteristischen dunklen Bänder in der Atmosphäre erkennen. Außerdem zeigt die Aufnahme die vier großen Monde, die zuerst von Galileo Galilei erkannt und im Jahre 1610 beschrieben wurden.

Image Credit: NASA, JPL, Juno Mission

Die faszinierenden Monde unseres Sonnensystems

Jupiter in Opposition

Was geht ab im Februar?

Die Galaxie im Luchs, aber dann mal wieder Wolken

Der erste Blick des Abends gilt derzeit noch immer Jupiter. Noch stiehlt der Komet C/2011 L4 (Panstarrs) dem größten Planeten unseres Sonnensystems nicht die Show. Anfang des Monats wird der Komet aber am Westhorizont bei Sonnenuntergang sichtbar. Wie gut? Lassen wir uns überraschen!

In der Weitwinkelansicht sehen wir alle vier großen Jupitermonde. Sie stehen gerade zufälligerweise alle auf einer Seite des Gasriesen, den sie umkreisen. Von links nach rechts sind dies Kallisto, Ganymed, Europa und Io. Diese Reihenfolge entspricht auch der tatsächlichen Folge der Abstände der Monde von Jupiter: Io ist am nächsten, Kallisto am weitesten entfernt.

Der Stern unterhalb Jupiters ist übrigens von sechster Größe.

Dieser mit der Planetariumssoftware Stellarium simulierte Himmelsanblick zeigt die Lage von Jupiter im Sternbild Stier neben dem hellen Stern Aldebaran. Am späten Abend ist Jupiter bereits tief im Westen.

Im Süden sehen wir das Sternbild Zwillinge mit den beiden hellen Sternen Castor und Pollux. Nordöstlich der beiden Zwillingsbrüder steht das unscheinbare Sternbild Luchs (lat. Lynx). Es ist kein klassisches Sternbild aus der antiken Mythologie, sondern wurde 1660 von dem Danziger Astronomen Hevelius eingeführt. Die alten Griechen hatten keinen Bedarf, den Himmel flächendeckend mit Sternbildern zu überziehen und so haben die Gebiete, die arm an hellen Sternen sind, ihre Namen erst später bekommen, als Astronomen mit optischen Hilfsmitteln den Himmel systematisch kartographierten. Das Sternbild Luchs beherbergt aber immerhin die 25 Million Lichtjahre entfernte Galaxie NGC 2683 - eine Herausforderung für jeden Teleskopbesitzer.

Wir sehen diese Galaxie von der Seite (Edge on). Aufgrund der Kantenstellung dieser Spiralgalaxie, ist es nicht leicht zu erkennen, ob es sich um eine Balkenspiralgalaxie handelt oder nicht. Bei einer Balkenspirale setzen die Spiralarme nicht am Kern der Galaxie an, sondern an den Enden einer länglichen Struktur, die den Kern durchzieht. Im englischen Sprachraum heißt die Galaxie auch "UFO Galaxy". (Ironie an) Ich erwähne das nur, weil das Wort UFO dieser Seite sicherlich viel Traffic bringt. (Ironie aus).

Viel näher an unserer kosmischen Heimat liegt die Sternentstehungsregion im Sternbild Orion. Diese große Gas- und Staubwolke ist teil eines Spiralarmes unserer Galaxie.

Leider zieht Hochnebel auf und der noch feiste Mond schickt sich an, im Osten aufzugehen. Die Allsky-Camera zeigt die Miesere.

Für heute war es das leider schon wieder mit dem Blick in den Himmel. Aber egal, es kommen auch wieder bessere Nächte und vor allem großartige Kometen!

Heiße Sterne in kalten Wolken

Ein kleiner Blick in den Nachthimmel, natürlich mit etwas Beschiss: Da bei uns der Himmel chronisch wolkenverhangen ist, nutzen wir Teleskope auf Teneriffa. Kein noch so gutes optisches Teleskop kommt allerdings gegen den Mond an. Diese riesige, nervige Himmelslaterne ist fast voll und daher die Bilder der leuchtschwachen Objekte heute arg verrauscht.

Auf der linken Hälfte der von der Sonne beleuchteten Mondscheibe seht ihr einen hell leuchtenden Punkt inmitten eines dunklen Gebietes. Es handelt sich um den vierzig Kilometer durchmessenden Krater Aristarchus. Der mit 500 Million Jahre sehr junge Mondkrater hat eine tiefe Narbe in das dunkle Basaltgestein des Oceanus Procellarum geschlagen. Drei Kilometer tief reicht der Krater, tief genug, um helles Anorthosit der Mondkruste emporzufördern.

Jupiter ist immer noch die Attraktion des Himmels, vor allem wenn man vor lauter Vollmond sonst fast nichts sieht. Allerdings geht Jupiter gemeinsam mit dem dem Sternbild Stier, in dem er sich befindet, immer früher unter. Gegen Monatsende schon um 2 Uhr morgens.

Bei dieser Aufnahme haben wir noch schön den Großen Roten Fleck, GRF, erwischt. Es ist die, eher lachsfarben als rot erscheinende, atmosphärische Struktur rechts unten. Der GRF ist ein Sturmsystem, zu dem es schon seit 180 Jahren gesicherte Beobachtungen gibt - so alt ist der Fleck also mindestens. Aus unserer Sicht rotiert der Sturm gegen den Uhrzeigersinn mit einer Periodendauer von etwa 4 Tagen. Wie jüngere Beobachtungen zeigen, nimmt diese Periodendauer ab, das heißt der Sturm dreht sich immer schneller. Dies geht damit einher, dass er auch immer kleiner wird (siehe interstellarum, Nr. 86). Der GRF verhält sich also wie eine Eiskunstläuferin, die ihre Arme anlegt und dadurch immer schneller rotiert.

Immer wieder nett anzusehen sind die vier großen Jupitermonde.

Von links nach rechts: Io, Europa, Ganymed und ganz rechts außen Kallisto. Diese Reihenfolge entspricht auch der Abfolge der Monde von Innen nach Außen also der Abfolge der Entfernung von Jupiter. Die Entdeckung dieser vier Monde durch Galileo Galilei im Jahre 1610 war ein großes Ereignis, denn zum ersten Mal in der Geschichte wurden Himmelskörper beobachtet, die nicht die Erde umkreisen. Das war ein tödlicher Schlag für die aristotelische Physik und ein Indiz für das heliozentrische Weltbild. Zu Ehren von Galilei werden diese vier Monde auch Galilei'sche Monde genannt. Galilei selbst wollte sich bei seinem Mäzen beliebt machen und sprach von den Medicei'schen Gestirnen.

Schwenken wir oberhalb von Jupiter, kommen wir in das Sternbild Perseus. Dort befindet sich der Nebel NGC 1579.

Dieser mäßig helle, irreguläre Nebel ähnelt ein bisschen dem berühmten Trifidnebel (Messier 20), weshalb er auch "Nördlicher Trifid" genannt wird. In der großen Staubwolke NGC 1579 steckt ein sehr junger massereicher Stern. Bereiche, in denen der Staub in NGC 1579 besonders dicht ist, heben sich dunkel ab vor dem durch den Staub geröteten Licht des Sterns. Diese Rötung wird also durch einen Effekt verursacht, der uns von Sonnenuntergängen vertraut ist. NGC 1579 ist etwa 2100 Lichtjahre entfernt und drei Lichtjahre groß.

Der Orionnebel (Messier 42) ist trotz Mondlicht immer ein lohnender Anblick am Winter-Sternhimmel.

Die Rötung hier wird von sogenannten HII-Regionen verursacht: Heiße Sterne ionisieren mit ihrem UV-Licht Wasserstoffatome. Bei der Rekombination von Elektron und Proton gibt der Wasserstoff eine charakteristische Farbe bei einer Wellenlänge von 656 Nanometer ab - so Häufig zu beobachten, dass man von der "Farbe des Universums" sprechen könnte.
Damit Sterne solch eine HII-Region erzeugen können, müssen sie mindestens 25.000 Kelvin heiß sein - zum Vergleich: Unsere Sonne bringt es auf 5.800 Kelvin. Diese Sterne bilden ein Trapez, das im Teleskop wunderbar anzusehen ist. Hier in der Aufnahme ist das einfach der völlig überbelichtete weiße Fleck.
Der bläuliche Anteil in der Nebelfarbe ergibt sich durch die Streuung des Sternlichts. Die heißen jungen Sterne solcher Sternentstehungsregionen leuchten nicht gelblich wie unsere Sonne, sondern bläulich. Der Orionnebel markiert die hellste Struktur einer viel größeren Sternentstehungsregion im Sternbild Orion in circa 1300 Lichtjahre Entfernung. Diese kalte Wolke, die fast den gesamten Bereich der "Beine" des Himmelsjägers Orion ausfüllt hat eine masse von circa 100.000 Sonnen.

Der Mond steht nun hoch am Himmel und beleuchtet das Sternentheater, wie diese Ansicht der All-Sky-Camera zeigt.

Für heute Abend soll es daher genügen. Nächstes Wochenende geht der Mond deutlich später auf und ist lange nicht so hell.

Literatur und Lesetipp: Fotografischer Mondatlas

Blick in den Himmel - Astronomie live 1.13