Jupiter (Planet)

aus Wikipedia, der freien Enzyklopädie

Du hast neue Nachrichten auf deiner Diskussionsseite.

Jupiter

Eigenschaften des Orbits
Große Halbachse	5,204 AE
Perihel – Aphel	4,95 – 5,459 AE
Exzentrizität	0,0489
Neigung der Bahnebene	1,305°
Siderische Umlaufzeit	11,86 a
Synodische Umlaufzeit	398,88 d
Mittlere Bahngeschwindigkeit	13,699 km/s
Kleinster – größter Erdabstand	3,934 – 6,471 AE
Physikalische Eigenschaften
Äquator – Poldurchmesser^*	142.984 – 133.700 km
Masse	1,899 · 10²⁷ kg
Mittlere Dichte	1,326 g/cm³
Fallbeschleunigung^*	24,79 m/s²
Fluchtgeschwindigkeit	59,54 km/s
Rotationsperiode	9 h 55 min 30 s
Neigung der Rotationsachse	3,13°
Albedo	0,52
Eigenschaften der Atmosphäre
Temperatur^* Min. – Mittel – Max.	? – 165 – ? K
Hauptbestandteile	Wasserstoff: 89,8 % Helium: 10,2 % Methan: 3000 ± 1000 ppm Ammoniak: 260 ± 40 ppm Deuterium: 28 ± 10 ppm
^bezogen auf das Nullniveau des Planeten*
Geschichte und Sonstiges
Ältere Bezeichnung	?
Monde	63: u. a. Io, Europa Ganymed und Kallisto

Jupiter, benannt nach dem römischen Gott Jupiter, ist der fünfte und größte Planet unseres Sonnensystems. In der Astronomie ist sein Zeichen ♃. Von den Babyloniern wurde er Gad genannt.

Inhaltsverzeichnis

1 Allgemeines
2 Aufbau
- 2.1 Atmosphäre
- 2.2 Innerer Aufbau
3 Ringe
4 Magnetfeld
5 Monde
6 Erforschung mit Raumsonden
7 Sichtbarkeit
8 Kulturgeschichte
9 Siehe auch
10 Weblinks
11 Videos

Allgemeines

Jupiter zählt zu den Gasplaneten (Gasriesen), die nach ihm auch als jupiterähnliche (iovianische) Planeten bezeichnet werden, und mit ihnen auch zu der Gruppe der äußeren Planeten. Unter all denen ist er der innerste und läuft in äußerer Nachbarschaft des Asteroidengürtels auf einer annähernd kreisförmigen Umlaufbahn mit einer Exzentrizität von 0,0489 um die Sonne. Sein sonnennächster Punkt, das Perihel, liegt bei 4,95 AE und sein sonnenfernster Punkt, das Aphel, bei 5,459 AE. Seine Umlaufbahn ist mit 1,305° leicht gegen die Ekliptik geneigt. Für einen Umlauf um die Sonne benötigt Jupiter 11 Jahre, 315 Tage und 3 Stunden.

Jupiter ist nachts von der Erde aus mit bloßem Auge zu erkennen. An seiner maximalen Helligkeit gemessen ist Jupiter nach Sonne, Mond und Venus das vierthellste Objekt am Himmel, das bei günstiger Planetenkonstellation sogar heller leuchten kann als die Venus. Daher war er bereits in der Antike bekannt. Eine der ersten Personen, die Jupiter mit einem Fernrohr beobachteten, war 1610 Galileo Galilei. Dabei entdeckte er die vier größten Jupitermonde Ganymed, Kallisto, Io und Europa. Diese vier Monde werden auch heute noch als Galilei’sche Monde bezeichnet. Galilei sah als erster, dass sich andere Himmelskörper nicht nur um die Erde bewegten. Es war unter anderem diese Entdeckung, die zu seiner Unterstützung des heliozentrischen Weltbildes führte und ihn in Konflikte mit der Inquisition brachte.

Größenvergleich Erde zu Jupiter

Jupiter ist der massenreichste Planet in unserem Sonnensystem. Er besitzt 2,5 Mal soviel Masse wie alle sieben anderen Planeten zusammen. Seine Masse reicht sogar aus, die Sonne ins Schlingern zu bringen: Der gemeinsame Schwerpunkt von Jupiter und Sonne liegt etwa 1,068 Sonnenradien außerhalb des Sonnenzentrums (und damit außerhalb der Sonnenoberfläche).

Jupiter ist aber nicht nur der schwerste, sondern mit einem Durchmesser von etwa 143.000 km auch der größte Planet unseres Sonnensystems. Er hat mit 1,326 g/cm³ wie alle Gasriesen eine geringe mittlere Dichte. Interessanterweise besitzt Jupiter fast die Maximalausdehnung eines „kalten“, aus Wasserstoff bestehenden Körpers. „Kalt“ meint in diesem Zusammenhang einen Himmelskörper, der nicht wie ein Stern Wasserstoff zu Helium verbrennt. Körper aus Wasserstoff mit mehr Masse als Jupiter besitzen auf Grund ihrer erhöhten Gravitation ein kleineres Volumen. Solche Objekte nennt man ab etwa 13 Jupitermassen Braune Zwerge. Die Übergänge zwischen Sternen, Braunen Zwergen und Planeten sind fließend. Für einen Stern hätte Jupiter aber etwa 70 Mal schwerer sein müssen.

Trotz seiner enormen Größe ist Jupiter in unserem Sonnensystem der Planet, der sich am schnellsten dreht. Er vollendet eine Rotationsperiode in weniger als 10 Stunden, was auf Grund der Fliehkräfte eine Abflachung des Jupiters an den Polen und die Entstehung eines „Bauches“ am Äquator zur Folge hat. Die Abflachung kann leicht mit einem Amateurteleskop beobachtet werden. Jupiter rotiert auch nicht wie ein starrer Körper. Die Äquatorregionen benötigen für eine Rotation 9 h 50 min 30 s und die Polregionen 9 h 55 min 41 s. Die Äquatorregionen werden als System I und die Polregionen als System II bezeichnet. Seine Rotationsachse ist dabei nur sehr gering um 3,13° gegen seine Umlaufbahn um die Sonne geneigt. Jupiter hat somit im Gegensatz zu anderen Planeten keine ausgeprägten Jahreszeiten.

Der Jupiter hat eine wichtige Funktion in unserem Sonnensystem. Da er schwerer als alle anderen Planeten zusammen ist, ist er eine wichtige Komponente des Massengleichgewichtes des Sonnensystems. Er stabilisiert durch sein Gewicht den Asteroidengürtel. Ohne Jupiter würde statistisch gesehen alle 100.000 Jahre ein Asteroid aus dem Asteroidengürtel die Erde treffen und Leben dadurch vermutlich unmöglich machen. Die Existenz eines jupiterähnlichen Planeten in einem Sonnensystem könnte darum Voraussetzung für Leben auf einem dem Stern näheren Planeten sein.

Aufbau

Atmosphäre

Hauptbestandteile der Atmosphäre sind Wasserstoff, Helium und in geringerer Menge Ammoniak und Methan. Des weiteren wurden Spuren von Sauerstoff, Kohlenstoff, Schwefel, Neon und fast allen anderen Elementen gefunden. Die Atmosphäre beinhaltet außerdem Spuren von Wasser, Schwefelwasserstoff, Oxiden und Sulfiden. Die äußersten Schichten der Atmosphäre beinhalten Kristalle aus gefrorenem Ammoniak. Insgesamt gleicht Jupiters Zusammensetzung sehr der Gasscheibe, aus der sich vor etwa 4,5 Milliarden Jahren die Sonne entwickelt hat. Ähnlichkeiten im Aufbau zu Saturn lassen sich erkennen, während die beiden anderen Gasriesen Uranus und Neptun aufgrund ihrer geringeren Schwerkraft wesentlich weniger Wasserstoff und Helium besitzen. Diese beiden Elemente sind zu leicht, um von ihnen festgehalten zu werden. Die Atmosphäre geht ohne Phasenübergang mit zunehmender Tiefe in einen flüssigen Zustand über, da sich der Druck über den kritischen Punkt der Atmosphärengase erhöht.

Auffällig sind die hellen und dunklen äquatorparallelen Wolkenbänder und der Große Rote Fleck – ein riesiger ovaler Antizyklon, der in seiner Länge in Richtung der Rotation zwei Erddurchmesser groß ist. Er ist mit keiner festen Oberfläche verbunden, liegt aber sehr stabil zwischen zwei Wolkenbändern um etwa 22° südlicher Breite und wird bereits seit 300 Jahren mit nur leichten Veränderungen beobachtet. Zum Vergleich: Auf der Erde lösen sich Windwirbel in der Atmosphäre üblicherweise innerhalb einiger Wochen wieder auf. Der Große Rote Fleck ist aufgrund seiner Größe bereits in einem Amateurteleskop sichtbar. Seine markante Farbe ist jedoch kein sehr tiefes, leuchtendes Rot sondern schwankt im Lauf der Jahre um ein eher helles Orange. Für eine erfolgreiche Auffindung können sich Beobachter an der durch ihn bedingten Einbuchtung am Südrand des dunklen südlichen äquatorialen Gürtels orientieren; diese wird als Bucht des Großen Roten Flecks (Red Spot Hollow) bezeichnet. Welche chemischen Elemente für die rote Färbung verantwortlich sind, ist immer noch unbekannt.

Der Große Rote Fleck umkreist als größter Wirbelsturm des Sonnensystems ständig den Jupiter. Er wurde bereits vor 300 Jahren auf Zeichnungen festgehalten. Damals wurde er durch „primitive“ Ferngläser beobachtet.

Der Jupiter unterliegt nach neuen Forschungsergebnissen einem 70-jährigen Klimazyklus. In diesem Zeitraum kommt es zur Ausbildung etlicher Wirbelstürme – Zyklone und Antizyklone, die nach gewisser Zeit wieder zerfallen. Zudem verursacht das Abflauen der großen Stürme Temperaturunterschiede zwischen Polen und Äquator von bis zu 10 °C, die bisher wegen der ständigen Gasvermischung durch die Stürme verhindert wurden.

Bis zum Jahr 2011 sollten die meisten Wirbelstürme auf Jupiter vorübergehend verschwunden sein, allerdings dürfte der Große Rote Fleck diese Entwicklung aufgrund seiner großen Energie überleben. Die letzte Klimaveränderung dieser Art auf Jupiter konnte bereits 1939 beobachtet werden.

Neben dem auffälligen roten Fleck ist seit längerem auch eine Struktur mit der Bezeichnung weißes Oval (englisch oval BA) bekannt, dessen Ausdehnung allerdings geringer als die des roten Flecks ist. Das weiße Oval hatte sich ab 1998 durch drei Stürme entwickelt. Im Jahre 2006 wurde durch Aufnahmen des Hubble Teleskops ein Farbwechsel hin zu rot beobachtet so dass möglicherweise in Zukunft dieser Struktur der Name zweiter roter Fleck gegeben wird, auf englisch red spot junior.

Der Große Rote Fleck und der „red spot junior“ aufgenommen vom Hubble Teleskop

Gasplaneten wie Jupiter beziehen einen Teil ihrer Energie aus der adiabatischen Kontraktion des Gases. Durch die daraus resultierende Temperaturerhöhung steigt der Druck, bis der Planet sich im Gleichgewicht befindet. Dieser Prozess wird Kelvin-Helmholtz-Mechanismus genannt. Die so entstehende Wärme wird langsam in den Weltraum abgestrahlt. Deshalb schrumpft der Planet beständig. Jupiter bezieht aus dieser Kontraktion eine Leistung von etwa 400 Milliarden Watt was in etwa der Leistung entspricht, die er durch die absorbierte Sonneneinstrahlung erhält.

Innerer Aufbau

Mit zunehmender Tiefe der Atmosphäre ist der Wasserstoff, aus dem Jupiter zur Hauptsache besteht, aufgrund des hohen Drucks flüssig, aber ohne Phasenübergang, so dass keine definierte Oberfläche existent ist, da der Druck in den Tiefen der Atmosphäre jenseits des kritischen Punktes ansteigt. Unter diesen Bedingungen ist die Unterscheidung zwischen Gas und Flüssigkeit nicht mehr möglich. Ab etwa 25 % des Jupiterradius geht der Wasserstoff bei einem Druck jenseits von 300 Millionen Erdatmosphären in eine metallische Form über. Es wird vermutet, dass Jupiter unterhalb dieser metallischen Wasserstoffschicht einen Gestein-Eis-Kern hat, der aus schweren Elementen besteht und etwa eine Masse von bis zu 20 Erdmassen hat.

Ringe

Ringe des Jupiters

Jupiter hat ein sehr schwach ausgeprägtes Ringsystem, das schon seit der Pioneer-11-Mission 1974 vermutet wurde und 1979 von Voyager 1 erstmals fotografiert werden konnte. Als die Sonde am 5. März 1979 in den Jupiterschatten eintauchte, waren sie im Gegenlicht zu erkennen.

Lange Zeit blieb die Herkunft der Ringe unbekannt, und eine erdgebundene Beobachtung erwies sich als außerordentlich schwierig, da die Ringe aus Staubkörnchen bestehen, die zum Großteil nicht größer sind als die Partikel des Rauches einer Zigarette. Hinzu kommt, dass die Staubteilchen nahezu schwarz, und daher kaum sichtbar sind: Sie haben eine Albedo von lediglich 5 %, verschlucken also 95 % des auftreffenden, dort ohnehin schon schwachen Sonnenlichts.

Ein weiterer Grund für die geringen Ausmaße der Ringe ist die Tatsache, dass sich die Ringe langsam spiralförmig auf Jupiter zu bewegen und in ferner Zukunft schließlich von ihm „aufgesaugt“ werden. Die spiralförmige Rotation hat unterschiedliche Ursachen. Zum einen bewirkt das starke Magnetfeld des Jupiter ein elektrisches Aufladen der Staubteilchen. Diese stoßen mit anderen geladenen Teilchen zusammen, die Jupiter zum Beispiel aus dem Sonnenwind einfängt, was schließlich zu einer Abbremsung der Teilchen führt. Ein zweiter Effekt, der ebenfalls eine Abbremsung der Staubpartikel bewirkt, ist die Absorption und anschließende Remission von Licht. Dabei verlieren die Staubpartikel Bahndrehimpuls. Diesen Effekt nennt man Poynting-Robertson-Effekt. Beide Effekte zusammen bewirken, dass der Staub innerhalb eines Zeitraumes von etwa 100.000 Jahren aus den Ringen verschwindet.

Hauptring fotografiert am 9. November 1996 von Galileo

Der Ursprung der Ringe konnte erst durch die Galileo-Mission geklärt werden. Der feine Staub stammt wahrscheinlich von den kleinen felsigen Monden des Jupiters. Die Monde werden ständig von kleinen Meteoriten bombardiert. Durch die geringe Schwerkraft der Monde wird ein Großteil des Auswurfs in die Jupiterumlaufbahn geschleudert und füllt damit die Ringe ständig wieder auf.

Der Hauptring (Main Ring) zum Beispiel besteht aus dem Staub der Monde Adrastea und Metis. Zwei weitere schwächere Ringe (Gossamer-Ringe) schließen sich nach außen hin an. Das Material für diese Ringe stammt hauptsächlich von Thebe und Amalthea. Außerdem konnte noch ein extrem dünner Ring in einer äußeren Umlaufbahn entdeckt werden. Dieser Ring umkreist Jupiter in gegenläufiger Richtung. Der Ursprung dieses Ringes ist noch nicht geklärt. Es wird jedoch vermutet, dass er sich aus interplanetarem Staub zusammensetzt.

Innerhalb des Hauptringes befindet sich ein Halo aus Staubkörnern, der sich in einem Gebiet von 92.000 bis 122.500 km, gemessen vom Zentrum Jupiters, erstreckt. Der Hauptring reicht von oberhalb der Halogrenze ab 130.000 km bis etwa an die Umlaufbahn von Adrastea heran. Oberhalb der Umlaufbahn von Metis nimmt die Stärke des Hauptrings merklich ab. Die Dicke des Hauptrings ist geringer als 30 km.

Der von Amalthea gespeiste innere Gossamer-Ring reicht von der äußeren Grenze des Hauptrings bis zu Amaltheas Umlaufbahn bei etwa 181.000 km vom Jupiterzentrum. Der äußere Gossamer-Ring reicht von 181.000 km bis etwa 221.000 km und liegt damit zwischen den Umlaufbahnen von Amalthea und Thebe.

Magnetfeld

Magnetosphäre des Jupiters

Jupiter hat ein sehr ausgeprägtes Magnetfeld. Die Stärke des Feldes beträgt auf Höhe der Wolken etwa 1200 Mikrotesla. Es ist somit 20 mal so stark wie das Erdmagnetfeld (60 Mikrotesla) und enthält etwa die 25.000fache Energie des Erdmagnetfeldes. Der magnetische Nordpol des Jupiters liegt in der Nähe seines geographischen Südpols. Die Achse des Nordpols ist um 11° in Relation zu seiner Rotationsachse geneigt. Die fiktive Achse zwischen dem magnetischen Nordpol und dem magnetischen Südpol geht nicht direkt durch das Zentrum des Planeten, sondern leicht daran vorbei, ähnlich wie es bei der Erde der Fall ist.

Die genaue Entstehung des Magnetfeldes ist bei Jupiter noch ungeklärt, jedoch gilt als gesichert, dass der metallische Wasserstoff sowie die schnelle Rotationsperiode Jupiters eine entscheidende Rolle spielten.

Auf der sonnenzugewandten Seite erstreckt sich das Magnetfeld etwa 6 Mio. km weit in das Weltall, während es auf der sonnenabgewandten Seite gut 700 Mio. km ins Weltall hinausragt, damit reicht es fast bis in die Saturn-Bahn. Der Grund für diese Asymmetrie ist der Sonnenwind, der eine Stoßfront bildet. Dadurch wird aus Sicht der Sonne das Magnetfeld vor dem Planeten gestaucht und dahinter gedehnt. Die ständige Wechselwirkung mit dem Sonnenwind führt dazu, dass die genauen Ausmaße des Magnetfeldes stark schwanken können, daher sind die hier genannten Werte als ungefähre Richtwerte zu verstehen. Besonders stark können etwaige Fluktuationen auf der sonnenzugewandten Seite sein. Bei schwachem Sonnenwind kann das Magnetfeld dort bis zu 16 Mio. km weit ins All reichen. Die Fluktuationen des Magnetfeldes wurden unter anderem von den beiden Sonden Voyager 1 und 2 untersucht.

Den vom Magnetfeld eingenommenen Raum nennt man Magnetosphäre. Die Magnetosphäre Jupiters ist derart groß, dass sie am irdischen Nachthimmel die dreifache Fläche der Sonne oder des Mondes einnähme, sofern sie leuchten würde. Damit ist sie, von der Sonne abgesehen, das mit Abstand größte Objekt in unserem ganzen Sonnensystem.

Das starke Magnetfeld fängt beständig geladene Teilchen ein, so dass sich Ringe und Scheiben aus geladenen Teilchen um Jupiter bilden. Diese geladenen Teilchen können zum Beispiel aus dem Sonnenwind stammen. Ein vergleichbarer Effekt findet sich auf der Erde in Form des van-Allen-Gürtels. Eine weitere Quelle für geladene Teilchen sind die Monde des Jupiters. So findet man beispielsweise einen Ring aus geladenen Schwefelatomen um Io herum, während sich um Europa herum ein Torus aus Wassermolekülen gebildet hat.

Durch Fluktuationen im Magnetfeld entsteht ständig Strahlung, die von Jupiter ausgeht. Diese so genannte Synchrotronstrahlung kann im Dezimeterwellenbereich gemessen werden und führt auch zur Wasserverdampfung auf Europas Oberfläche. Auch die vulkanische Aktivität auf Io könnte ein Produkt des Jupitermagnetfeldes sein. Man vermutet, dass das Magnetfeld an Io zerrt. Die dadurch entstehende Reibung führt zu einer Erwärmung des Mondes. Dieser Zusammenhang konnte bisher allerdings noch nicht abschließend bewiesen werden.

Das Magnetfeld lässt sich grob in drei Teile einteilen: Der innere Bereich ist ringförmig und erstreckt sich etwa 20 Jupiterradien weit. Innerhalb dieses Teiles lassen sich unterschiedliche Regionen unterscheiden, die durch verschiedene Elektronen- und Protonenkonzentrationen definiert sind. Der mittlere Teil des Magnetfeldes erstreckt sich von 20 Jupiterradien bis etwa 50 Jupiterradien. Dieser Teil ist durch schnelle Rotation um Jupiter und damit hohe Fliehkräfte scheibenförmig abgeplattet. Die äußere Region des Magnetfeldes ist vor allem durch die Wechselwirkung des Magnetfeldes mit dem Sonnenwind geprägt, und ihre Form damit abhängig von dessen Stärke.

Monde

Die vier Galileischen Monde maßstabsgetreu vor dem Großen Roten Fleck (von oben: Io, Europa, Ganymed und Kallisto)

Übersicht aller Jupitermonde: Liste der Jupitermonde

Jupiter besitzt 63 bekannte Monde (Stand: November 2005). Sie können in mehrere Gruppen unterteilt werden:

Die Galileischen Monde Io, Europa, Ganymed und Kallisto mit Durchmessern zwischen 3122 km und 5268 km (Erddurchmesser 12.740 km) wurden 1610 unabhängig voneinander durch Galileo Galilei und Simon Marius entdeckt, alle anderen Monde, mit Ausnahme der 1892 entdeckten Amalthea, wurden erst im 20. oder 21. Jahrhundert gefunden. Die Galileischen Monde sind die größten Jupitermonde und haben planetennahe, nur wenig geneigte Bahnen.

Io hat einen Durchmesser von 3.160 km und umkreist Jupiter in einem Abstand von 421.600 km. Sie besteht aus einem Eisenkern und einem Mantel. Io besitzt eine sehr dünne Atmosphäre, hauptsächlich bestehend aus Schwefeldioxid. Da in ihrem Inneren geologische Prozesse ablaufen, befinden sich auf ihrer Oberfläche zahlreiche Vulkane.

Europa besitzt einen Eisenkern und einen Steinmantel, über dem ein wahrscheinlich 100 km tiefer Ozean liegt, dessen Oberfläche 10 bis 20 km zu einer Eiskruste gefroren sind. Ihr Durchmesser beträgt 3.138 km, ihre Entfernung zum Jupiter 670.900 km.

Ganymed befindet sich in einer Entfernung von 1.070.000 km. Sein Durchmesser liegt bei 5.268 km. Damit ist er der größte Mond im Sonnensystem. Er besteht aus einem Eisenkern, einem Felsmantel und einem Eismantel. Außerdem besitzt er ein eigenes Magnetfeld.

Kallisto hat einen Durchmesser von 4.806 km und einen Abstand von 1.883.000 km zu Jupiter. Sie besteht aus einem Eisen-Stein-Gemisch und einer Eiskruste. Forscher fanden auf ihr Anzeichen für Kohlenstoff- und Stickstoffverbindungen, die zu den Grundvoraussetzungen für Leben gehören. Auch im Innern von Kallisto gibt es wahrscheinlich Schichten aus flüssigem Wasser.

Neben den Galileischen Monden gibt es vier weitere Monde auf planetennahen und nur wenig geneigten Bahnen; Metis, Adrastea, Amalthea und Thebe, die aber mit Durchmessern von 20 bis 131 km wesentlich kleiner als die Galileischen Monde sind. Man vermutet, dass die inneren acht Monde gleichzeitig mit dem Jupiter entstanden sind.

Die restlichen Monde sind kleine bis kleinste Objekte mit Radien zwischen einem und 85 km und wurden vermutlich von Jupiter eingefangen. Sie tragen teilweise noch Zahlencodes als vorläufige Namen, bis sie von der Internationalen Astronomischen Union (IAU) endgültig benannt sind.

Erforschung mit Raumsonden

Jupiter wurde bereits von mehreren Raumsonden besucht, wobei einige Missionen den Planeten als eine Art Sprungbrett nutzten, um mit Hilfe eines Swing-by-Manövers am Jupiter zu ihren eigentlichen Zielen zu gelangen.

Pioneer

Jupiter, aufgenommen von einer der Pioneer-Sonden

Pioneer 10 war die erste Raumsonde, die am 3. Dezember 1973 in einer Entfernung von etwa 130.000 km am Jupiter vorbeiflog. Exakt ein Jahr später, am 3. Dezember 1974, folgte Pioneer 11, die bis auf etwa 43.000 km an die Wolkenobergrenze des Planeten herankam. Die beiden Pioneer-Raumsonden lieferten wichtige Daten über die Magnetosphäre des Jupiters und fertigten die ersten, noch relativ niedrig aufgelösten Nahaufnahmen des Planeten an.

Voyager

Voyager 1 flog im März 1979 durch das Jupiter-System, gefolgt von Voyager 2 im Juli 1979. Die Voyager-Raumsonden lieferten neue Erkenntnisse über die Galileischen Monde, konnten erstmalig vulkanische Aktivitäten auf Io nachweisen und entdeckten die Ringe des Jupiters. Auch fertigten sie die ersten Nahaufnahmen der Planetenatmosphäre an.

Ulysses

Im Februar 1992 flog die Sonnensonde Ulysses in einer Entfernung von etwa 450.000 km (6,3 Jupiterradien) am Jupiter vorbei. Dabei wurde die Sonde aus der Ekliptik geschleudert und trat in eine polare Sonnenumlaufbahn ein. Ulysses studierte die Magnetosphäre des Jupiters, konnte jedoch keine Bilder des Planeten liefern, da keine Kamera an Bord war.

Galileo

Galileo wird für den Start vorbereitet

Die einzige Raumsonde, die bisher Jupiter umkreiste, war die NASA-Sonde Galileo, die am 7. Dezember 1995 nach etwas mehr als sechs Jahren Flugzeit in einen Orbit um den Planeten einschwenkte. Bereits auf dem Weg zum Jupiter konnte Galileo 1994 beobachten, wie der Komet Shoemaker-Levy 9 auf dem von der Sonde noch 238 Mio. km entfernten Jupiter einschlug und gewaltige Explosionen von der Größe der Erde in der Atmosphäre des Planeten auslöste. Trotz der Distanz konnte Galileo einzigartige Bilder von den direkten Einschlägen einfangen, die auf der erdabgewandten Seite stattfanden.

Galileo umkreiste Jupiter über sieben Jahre lang und führte mehrfach Vorbeiflüge an den Galileischen Monden aus. Unter anderem beobachtete Galileo Vulkanausbrüche auf Io, lieferte Hinweise auf einen verborgenen Ozean auf Europa und untersuchte die Wolkenbewegungen in Jupiters Atmosphäre. Allerdings konnte aufgrund des Ausfalls der primären Antenne der Raumsonde nur ein Bruchteil der ursprünglich geplanten Menge wissenschaftlicher Daten zur Erde übertragen werden.

Künstlerische Darstellung des Eintritts der Atmosphärenkapsel

Neben dem Orbiter umfasste die Mission von Galileo auch das Aussetzen einer Eintrittskapsel, die in Jupiters Atmosphäre eindringen und verschiedene Daten über Temperatur, Druck, Windgeschwindigkeit und chemische Zusammensetzung liefern sollte. In 82 Mio. km Entfernung zum Jupiter trennte sich im Juli 1995 die Kapsel von der Muttersonde. Am 7. Dezember 1995 tauchte die Kapsel mit einer Geschwindigkeit von 170.000 km/h in einem Winkel von ca. 9° in die Atmosphäre des Jupiter ein, wurde mit Hilfe eines Hitzeschildes abgebremst und entfaltete einige Minuten später einen Fallschirm. Anschließend lieferte die Kapsel 57,6 Minuten lang Daten, während sie am Fallschirm hängend sich etwa 160 km tief in die Atmosphäre fortbewegte, bevor sie vom gewaltigen Außendruck zerdrückt wurde. In den letzten Sekunden registrierte die Sonde einen Druck von 22 bar und eine Temperatur von 152 °C.

Die primäre Mission bei Jupiter war ursprünglich nur für 23 Monate bis Dezember 1997 geplant, wurde aber dann insgesamt dreimal verlängert, da Geräte und Antrieb noch funktionsfähig waren und gute Ergebnisse erwarten ließen. Am 21. September 2003 wurde Galileo schließlich in die Jupiter-Atmosphäre gelenkt, da die Sonde wegen Treibstoffmangels und Ausfällen der Elektronik, bedingt durch die von der Sonde während der letzten Jahre erhaltenen hohen Strahlungsdosis, später nicht mehr lenkbar gewesen wäre. Es bestand die Gefahr, dass Galileo auf den Jupitermond Europa stürzen und ihn mit terrestrischen Bakterien verunreinigen könnte. Dies hätte künftige Missionen zur Erforschung von Lebensspuren auf den Jupitermonden erschwert.

Cassini

Die Raumsonde Cassini-Huygens, die sich auf dem Weg zum Saturn befand, passierte Ende 2000/Anfang 2001 das Jupiter-System und machte dabei zahlreiche Messungen und Aufnahmen. Zeitgleich operierte Galileo im Jupiter-System, so dass es zum ersten Mal möglich war, den Planeten und seine Magnetosphäre gleichzeitig mit zwei Raumsonden zu untersuchen. Cassini flog am 30. Dezember 2000 in einer Entfernung von etwa 10 Mio. km am Jupiter vorbei und lieferte unter anderem einige der hochauflösendsten Globalaufnahmen des Planeten.

Aktuelle und künftige Missionen

Die am 19. Januar 2006 gestartete Raumsonde New Horizons, die zum Pluto unterwegs ist, wird bei ihrem Vorbeiflug am Jupiter im Februar und März 2007 (größte Annäherung erfolgte am 28. Februar) Daten über den Riesenplaneten sammeln. Die Raumsonde soll Wolkenbewegungen auf Jupiter beobachten, die Magnetosphäre des Planeten studieren sowie nach Polarlichtern und Blitzen in Jupiters Atmosphäre Ausschau halten. Über die vier großen Galileischen Monde können allerdings nur wenige wissenschaftliche Daten gewonnen werden, da die Sonde diese in einer großen Entfernung passieren wird. New Horizons wird drei mal näher als Cassini-Huygens am Jupiter vorbeifliegen, die größte Annäherung soll bei etwa 32 Jupiterradien liegen.

Computersimulation der Raumsonde Juno vor dem Jupiter

Für das Jahr 2011 wird von der NASA der Start des Orbiters Juno projektiert, er soll 5,2 Jahre nach dem Start in einen polaren Orbit mit einem Periapsis von 5.000 km und einer Umlaufzeit von elf Tagen eintreten. Die Primärmission der Sonde soll etwa ein Jahr lang dauern und 32 solcher Orbits beinhalten. Juno soll der Erforschung des Magnetfelds sowie der Atmosphäre dienen, die Galileischen Monde wird die Sonde höchstens aus einer größeren Entfernung beobachten können. Eine Besonderheit der Sonde ist ihre Energieversorgung; als erste Mission zu einem der äußeren Planeten wird sie vollständig durch Solarenergie betrieben werden.

Nach der Entdeckung eines Wasserozeans auf dem Mond Europa stieg das Interesse der Planetenforscher am detaillierten Studium der Eismonde des Jupiters. Für diesen Zweck wurde bei der NASA die Jupiter Icy Moons Orbiter (JIMO) Mission entworfen. Diese bestand aus einer 2017 startender großen Raumsonde, die einen Atomreaktor als Energiequelle für ihre Ionentriebwerke und Instrumente nutzen sollte. JIMO sollte die drei großen Eismonde des Jupiters – Kallisto, Ganymed und Europa – nacheinander umkreisen und mit Hilfe eines starken Radars und vieler anderer Instrumente untersuchen. Im Jahr 2005 wurde die Finanzierung für JIMO aufgrund seiner Komplexität und vieler technischer Schwierigkeiten gestoppt.

Als Ersatz für einen Teil der JIMO-Mission soll derzeit eine Europa Orbiter Mission im Gespräch sein, die jedoch bei weitem nicht so ehrgeizig wie JIMO wäre. Die Mission soll über herkömmliche Energieversorgung (RTGs) und Triebwerke verfügen. Der Start würde möglicherweise irgendwann in der nächsten Dekade erfolgen, möglicherweise in einer Kooperation mit der ESA, die ähnliche Ziele bei der Erforschung von Europa verfolgt.

Sichtbarkeit

Hauptartikel: Jupiterpositionen bis 2021

In der folgenden Tabelle sind die Sichtbarkeiten des Jupiter für die Jahre 2004 bis 2006 angegeben. Neben dem Datum der Opposition ist jeweils auch die scheinbare Helligkeit, der Abstand zur Erde und der Winkeldurchmesser des Jupiter bei der Opposition angegeben.

Stationär, dann rückläufig	Opposition	Oppositions- entfernung	Oppositions- helligkeit	Winkel- durchmesser	Stationär, dann rechtläufig	Konjunktion zur Sonne
4. Januar 2004	4. März 2004	4,42570 AE	−2,5 mag	44,5″	5. Mai 2004	21. September 2004
2. Februar 2005	3. April 2005	4,45664 AE	−2,5 mag	44,19″	5. Juni 2005	23. Oktober 2005
5. März 2006	4. Mai 2006	4,41269 AE	−2,5 mag	44,63″	6. Juli 2006	21. November 2006

Kulturgeschichte

In der Astrologie steht Jupiter unter anderem für Expansion, Glück, Religion und Philosophie. Jupiter wird dem Element Feuer, dem Sternzeichen Schütze und dem 9. Haus zugeordnet.

Wegen der Zuordnung Jupiters zu Glück und Heiterkeit wurde aus dem lateinischen Wort iovialis („zu Jupiter gehörend“) das Wort Jovialität abgeleitet (Quelle: Kluge, Etymologisches Wörterbuch der deutschen Sprache, 24. Auflage, 2002).