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- unser Sonnensystem - Planeten beobachten -

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Jupiter


Jupiter in Zahlen
Allgemeines
Oberfläche und innerer Aufbau
Atmosphäre
Monde
Beobachtung
Namenspatron



Jupiter in Zahlen


Äquatorradius:                                           71492 km
Polradius:                                                   66854 km
mittlere Entfernung zur Sonne:                 5,20 AE oder 779 Millionen Kilometer
siderische Umlaufzeit um die Sonne:      11,87 Jahre
synodische Umlaufzeit um die Sonne:     398,9 Tage
siderische Rotationsdauer:                       9h 55m 30s
Masse:                                                         1,9×1024 t oder 317,8 Erdmassen
Äquatorneigung gegen die Bahnebene:  3° 04'
Bahnneigung gegen die Ekliptik:              1° 18' 18,3''
visuelle Helligkeit:                                       ? bis -2,39mag
scheinbarer Durchmesser:                        ? bis 50''
Albedo:                                                        0,51

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Allgemeines


Jupiter ist der größte Planet unseres Sonnensystems. Jupiter ist aber auch der erste der Gasriesen. Er ist 318 mal so schwer wie die Erde, hat aber mehr als das tausendfache Volumen. Wie auch unsere Sonne bestehen Jupiter und die anderen Gasriesen (Saturn, Uranus, Neptun) Hauptsächlich aus Wasserstoff und Helium. Das Jupiter trotz seiner Größe kein Stern, sondern ein Planet ist liegt einzig und allein daran, daß Jupiter zu wenig Masse hat um eine Kernfusion im seinem Inneren zu zünden.
Was die scheinbare Helligkeit anbetrifft ist Jupiter nach Venus der zweithellste Planet am Nachthimmel. Er erscheint in einem blaßgelben Licht.
Aufgrund seiner siderischen Umlaufzeit von knapp zwölf Jahren kann man sich als grobe Faustregel merken, daß Jupiter jedes Jahr um ein Sternbild weiter wandert.
Aus der synodischen Umlaufzeit von 393,9 Tagen kann man unschwer ausrechnen, daß Jupiter rund gerechnet alle 13 Monate in Opposition steht.
Jupiter besitzt, wie die anderen Gasriesen, auch einen Ring. Dieser ist allerdings so schwach ausgeprägt, daß er erst von den Voyager-Sonden entdeckt wurde.

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Oberfläche und innerer Aufbau


Da Jupiter ein Gasplanet ist besitzt er natürlich keine feste Oberfläche. Mit Hilfe von Raumsonden konnte sein Durchmesser aber sehr genau bestimmt werden. Wenn man den mittleren Luftdruck am Erdboden als Grenzwert für den Übergang von Oberfläche zu Atmosphäre festlegt, dann ergeben sich der oben angegebene Äquatorradius von 71492 km und der Polradius von 66854 km, oder anders ausgedrückt ein Äquatordurchmesser von 142984 km und eine Poldurchmesser von 133708 km. Aus diesen Zahlen ergibt sich ein Verhältnis von Äquatordurchmesser zu Poldurchmesser von 1,07 bzw. eine Abplattung von von 0,065. (Die Abplattung ist definiert als die Differenz zwischen Äquatordurchmesser und Poldurchmesser dividiert durch den Äquatordurchmesser.) Diese verhältnismäßig starke Abplattung ergibt sich aus der Tatsache das Jupiter gasförmig ist und aus seiner schnellen Rotation. Eine siderische Rotation, d.h. ein Tag auf Jupiter dauert nur 10 Stunden und 55 Minuten. Würde man am Äquator einen Punkt auf die Oberfläche des Jupiter malen, dann würde dieser sich mit 45000km/h bewegen. Zum Vergleich: Würde die Erde mit der gleichen Geschwindigkeit rotieren wäre ein Tag nicht mal eine Stunde lang.
Wenn man bei Jupiter von Rotation spricht muß man, wenn man ganz genau sein will berücksichtigen daß Jupiter eine differentielle Rotation zeigt, d.h. die Rotationsgeschwindigkeit ist am Äquator größer als an den Polen. Was die Rotationsdauer betrifft unterscheidet man deshalb streng genommen auch zwischen zwei Systemen. System I ist der Äquatorbereich. Hier täuschen ostwärts gerichtete Winde ein kürzere Rotationsdauer vor. Eine erkennbare Struktur im äquatorialen Wolkenband benötigt 9 Stunden 50 Minuten und 30 Sekunden für einen siderischen Umlauf. System II liegt weiter nördlich bzw. südlich des Zentralmeridians. Hier beträgt die siderische Rotationsdauer 9 Stunden 55 Minuten und 40 Sekunden. Mit einigen Abweichungen wird diese Zeit in der Literatur als siderische Rotationsdauer angegeben.
Wie bereits mehrfach erwähnt ist Jupiter ein Gasplanet. Aufgrund des hohen Drucks in seinem Inneren werden die Gase dort zu einem festen Planetenkern zusammengepreßt. Es ist aber auch nicht auszuschließen, daß Jupiter, wie an anderen Stellen in der Literatur erwähnt, im Zentrum möglicherweise einen 30000km großen Gesteinskern hat.

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Atmosphäre


Die Jupiteratmosphäre besteht nicht nur aus Wasserstoff und Helium. Man findet dort auch andere Moleküle und Atome wie Ammoniak, Schwefel und Kohlenstoffverbindungen.
Die schnelle Rotation, auf die im Abschnitt „Oberfläche und innerer Aufbau“ näher eingegangen wurde hat natürlich auch eine Auswirkung auf die Atmosphäre, denn wie bereits ebenfalls erwähnt sind Oberfläche und Atmosphäre nicht wirklich voneinander zu trennen, da ja der ganze Planet aus Gas besteht.
In der Jupiteratmosphäre gibt es durch die rasche Rotation starke Strömungen, die wiederum Ursache für die charakteristischen Wolkenmuster sind, die teilweise bereits im kleinen Fernrohr zu beobachten sind.
Aus Nahaufnahmen von Raumsonden weiß man daß es sich bei den Wolkenbändern um Hoch- und Tiefdruckgebiete handelt, die aufgrund der schnellen Rotation zu Bändern verzerrt werden, die den gesamten Planeten umspannen. In den hellen Zonen steigt warmes Gas aus tieferen Atmosphärenschichten auf. Dabei kühlt das Gas ab, Ammoniak kondensiert aus und bildet Wolken. Diese sinken dann in den dunklen Zonen ab und es kommt zu Farbreaktionen des Schwefels und kohlenstoffhaltiger Moleküle.

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Monde


An dieser Stelle möchte ich nur ein paar kurze Informationen über die Jupitermonde geben, denn mit Stand vom 16. Dezember 2006 sind 63 Jupitermonde bekannt. Sie alle aufzulisten würde diese Seite bei weitem sprengen. Eine sehr gute tabellarische Übersicht findet man hier.

Die galileischen Monde

Die vier galileischen Monde Io, Europa, Ganymed und Kallisto wurden nach ihrem Entdecker, dem italienischen Naturforscher Galileo Galilei benannt. Als dieser im Januar 1610 sein selbstgebautes Fernrohr auf Jupiter richtete entdeckte er neben dem hellen Planetenfleck (sein Fernrohr war nicht gut genug um ein scharfes Planetenscheibchen zu erkennen) noch drei weitere Lichtpunkte, zwei östlich und einen westlich von Jupiter. Am darauffolgenden Tag waren alle drei Lichtpunkte westlich von Jupiter zu sehen. Daß Galilei nur drei Monde sah lag daran, daß Io und Europa zu diesem Zeitpunkt so nahe beieinander standen, daß die Auflösung von Galileis Fernrohr nicht ausreichte um sie zu trennen.

Galileo deutete seine Beobachtung richtig und folgert daraus, daß Jupiter von Monden umrundet wird. Diese Beobachtung war für ihr ein wichtiger Beweis daß die Theorie von Nikolaus Kopernikus richtig war und nicht die Erde, sondern die Sonne im Mittelpunkt des Sonnensystems steht. Galilei ging daher sogar so weit, daß er Jupiter und seine Monde als Model des Sonnensystems bezeichnete.

Die anderen Monde

Bis 1891 blieben die vier galileischen Monde die Einziegen bekannten Jupitermonde.

In den folgenden 60 Jahren wurden acht weiter Monde entdeckt und 1974 wurde schließlich wurde der dreizehnte Jupitermond gefunden. Mit Ausnahme der Bahn von Amalthea lagen alle Mondumlaufbahnen außerhalb der Bahnen der galileischen Monde.
1979 wurden auf den Bildern der Voyager-Sonden drei weitere Monde entdeckt, die eine planetennahe Umlaufbahn haben; zwei von Ihnen bewegen sich sogar noch innerhalb des ebenfalls mit Hilfe der Voyager-Sonden entdeckten Ringes.
In den folgenden Jahren wurden durch den Einsatz von Raumsonden und den Einsatz immer größerer und besserer Teleskope immer mehr Jupitermonde entdeckt.

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Beobachtung

Allgemein

Jupiter stellt wie bereits erwähnt ein auffälliges Objekt am Nachthimmel dar. Bereits im Feldstecher kann man Jupiter als Scheibchen erkennen und auch die vier galileischen Monde sehen. Jupiter ist also auch für Anfänger und Besitzer kleinerer Fernrohre ein dankbares Objekt. Aber auch hier wieder der Hinweis: Man darf nicht enttäuscht sein, wenn man nicht all die Details erkennt, die man auf den überall publizierten Photos von Satelliten und Großteleskopen sieht.


Jupiter im Fernrohr

Wer Jupiter im Fernrohr beobachtet kann zumindest einige der Wolkenbänder erkennen. In einem 10cm Linsenteleskop oder auch in einem 20cm Spiegelteleskop kann man in Stadtnähe in der Regel zwei bis vier Wolkenbänder erkennen. Wenn die Beobachtungsbedingungen gut sind (geringe Luftunruhe und dunkler Himmel) sieht man sogar noch mehr Wolkenbänder und diese zeigen sich dann auch deutlich strukturiert. Bei systematischer Beobachtung mit geeigneten Mitteln, d.h. ein Fernrohr mit großer Öffnung oder photografischer Beobachtung, kann man über einen Zeitraum von Wochen Monaten und Jahren Änderungen in den Strukturen der Wolkenbänder nachweisen.


Die Jupitermonde im Fernrohr

Im Amateurfernrohr sind in der Regel nur die vier hellsten Jupitermonde Io, Europa, Ganymed und Callisto zu erkennen. Diese sind so klein, daß sie nur als Lichtpunkte zu erkennen sind. Die anderen Monde sind so lichtschwach, daß sie mit kleineren Fernrohren nicht zu beobachten sind.

Interessant ist auch zu beobachten, wenn einer der Monde hinter dem Planeten verschwindet oder wieder vorkommt. Dieses Ereignis ist nicht schlagartig, wie etwa eine Sternbedeckung durch den Mond, sondern zieht sich über einige Sekunden hin, so daß man die Ausdehnung der Monde erahnen kann.
Interessant ist es auch zu beobachten, wenn einer der Monde so vor dem Planeten vorbeiläuft, daß er er einen Schatten auf das Jupiterscheibchen wirft. Man kann dann beobachten, wie der Schatten als kleiner, kreisrunder, schwarzer Fleck über die Oberfläche des Jupiter wandert.

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Namenspatron
 
Namenspatron für den größten Planeten unseres Sonnensystems ist oberste Gott der griechischen Mythologie. In der römischen Mythologie ist er unter dem Namen Zeus bekannt.
Die Jupitermonde wurden nach den Geliebten des Jupiter benannt und tragen somit alle weiblichen Namen.

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Aktualisiert am 17. Dezember 2006 von  Martina Haupt