Jupitermonde

„Ich habe vier Sterne entdeckt, die sich um den Planeten Jupiter bewegen und ihn in regelmäßigen Abständen umkreisen“, berichtete Galileo Galilei im März 1610. „Diese Sterne sind nicht fixiert, sondern bewegen sich wie der Mond um die Erde.“ Die Entdeckung dieser Trabanten war damals eine Sensation – rüttelte sie doch kräftig am geozentrischen Weltbild. Der Astronom Johannes Kepler regte später an, die vier „Galileischen Monde“ – wie sie zu Ehren ihres Entdeckers genannt werden – auf die Namen Io, Europa, Ganymed und Kallisto zu taufen.

Auf irregulären Bahnen

Inzwischen ist die Zahl der bekannten Jupitermonde auf 95 gestiegen. Während sich die Bahnen dieser Begleiter allesamt nachverfolgen lassen, sind viele weitere Trabanten – wenige Meter bis zu einem Kilometer groß – bislang nur gelegentlich auf Teleskopbildern aufgetaucht. Insgesamt, so vermuten Astronominnen und Astronomen, dürften etwa tausend solcher kleinen Himmelskörper den Riesenplaneten umrunden.

Jupiter und seine Monde

Jupiter und seine Monde

Die große Mehrzahl dieser Monde bewegt sich auf irregulären Bahnen: Ihr Orbit ist nicht kreisförmig, sondern elliptisch. Zudem ist die Bahnebene gegen die Äquatorebene des Planeten geneigt und manche Trabanten ziehen ihre Bahnen sogar „retrograd“, laufen also entgegen dem üblichen Drehsinn im Sonnensystem. Das deutet darauf hin, dass es sich bei diesen Monden um eingefangene Asteroiden handelt oder um Bruchstücke ursprünglich größerer Monde, die durch Kollisionen zerbrachen.

Im Gegensatz dazu bewegen sich die vier Galileischen Monde, sowie vier weitere Trabanten, auf regulären Kreisbahnen in der Äquatorebene von Jupiter. Ihre Entstehungsgeschichte dürfte daher eine andere sein. Vermutlich haben sich diese Monde in einer rotierenden Scheibe aus Gas und Staub um den jungen Jupiter gebildet, ähnlich wie Planeten um einen Stern.

Im Blick von Raumsonden

Io, Europa, Ganymed und Kallisto sind zwar groß – mit einem Durchmesser von 5270 Kilometern ist Ganymed der größte Mond im Sonnensystem und sogar größer als der Planet Merkur –, gleichwohl lassen sich von der Erde aus mit Teleskopen nur wenige Informationen über diese Himmelskörper gewinnen. Daher sind Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler auf Raumsonden angewiesen. Den Anfang machte Pioneer 10 im Dezember 1973. Bis heute flogen sechs weitere Sonden an dem Riesenplaneten vorbei und warfen dabei auch Blicke auf seine Monde. 1995 schwenkte mit Galileo dann erstmals eine Sonde in eine Umlaufbahn um Jupiter ein. Im Jahr 2016 folgte Juno. Mit diesen beiden Sonden gelangen zahlreiche nahe Vorbeiflüge an Jupitermonden.

Illustration der Raumsonde Europa Clipper vor Jupitermond Europa

Die auf all diesen Missionen gesammelten Daten und Bilder zeigen überraschende Unterschiede zwischen den Jupitermonden. Hervorzuheben sind dabei insbesondere die Galileischen Monde Io und Europa. Auf Io entdeckten Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler über ein Dutzend aktiver Vulkane und über einhundert weitere Regionen, in denen Magma an die Oberfläche tritt. Europa dagegen ist von einer kilometerdicken Eiskruste bedeckt, unter der sich vermutlich ein tiefer Ozean aus Wasser befindet. Und das wirft die spannende Frage auf, ob auch dort Leben entstanden ist.

Der Traum vieler Forscherinnen und Forscher ist daher eine Sonde, die sich durch die Eisschicht hindurchbohrt und diesen Ozean untersucht. Doch eine solche Mission ist bislang reine Zukunftsmusik. Derzeit lassen sich Informationen über das Innere von Europa also nur auf indirektem Weg gewinnen – mithilfe von Radargeräten, Spektrometern und vielen weiteren Instrumenten an Bord der Raumsonden. Im Oktober 2024 soll die NASA-Sonde Europa Clipper auf die Reise gehen – und 2030 schließlich den Jupiter erreichen. Ein Jahr später trifft dort auch die im April 2023 gestartete europäische Mission JUICE ein. Beide Raumsonden sind auf die Untersuchung der eisbedeckten Jupitermonde, insbesondere Europa, spezialisiert.