Jupiter

Jupiter ist der Riese des Sonnensystems – eine Kugel aus Wasserstoff und Helium, so groß, dass alle anderen Planeten mit Raum übrig darin Platz fänden. Mit einem Radius von etwa 69,900 km ist er elfmal breiter als die Erde und mit 318 Erdmassen mehr als doppelt so massereich wie alle anderen Planeten zusammen. Er hat keine feste Oberfläche, auf der man stehen könnte: Steigt man durch seine gebänderten Wolken hinab, wird das Gas einfach immer heißer und dichter, bis es sich wie ein heißes, elektrisch leitfähiges flüssiges Metall verhält, bis hinunter zu einem diffusen Kern aus schwererem Material, das mit dem umgebenden Wasserstoff verschwimmt.

Bei aller Masse ist Jupiter der am schnellsten rotierende Planet, den wir kennen. Ein einzelner Tag dauert weniger als zehn Stunden, und diese rasende Rotation schleudert den Äquator zu einer sichtbaren Ausbeulung nach außen, was dem Riesen selbst in einem einfachen Amateurteleskop ein leicht gestauchtes, eiförmiges Profil verleiht.

Eine Welt aus Wetter

Jupiter hat weder Kruste noch Kontinente noch Ozeane aus Wasser – nur eine tiefe, turbulente Atmosphäre aus etwa 90% Wasserstoff und 10% Helium, durchsetzt mit Spuren von Ammoniak, Methan und Wasser. Sein vertrautes Antlitz aus cremefarbenen und rostroten Streifen ist ein Muster wechselnder Strahlströme: helle „Zonen“ aufsteigenden Gases und dunklere „Bänder“ absinkenden Gases, die mit Hunderten von Kilometern pro Stunde aneinander vorbeirasen. Wo sie gegeneinander scheren, erzeugen sie Stürme und Wirbel, die über Jahre bestehen können.

Der NASA-Orbiter Juno, der den Planeten seit 2016 umkreist, stellte fest, dass diese Winde keine dünne Oberflächenschicht sind. Sie reichen rund 3,000 km ins Innere hinab, bevor die brodelnde Atmosphäre schließlich der elektrisch leitfähigen Flüssigkeit darunter weicht. Juno enthüllte zudem Cluster von Wirbelstürmen, die in geometrischen Polygonen um jeden Pol angeordnet sind – ein Fünfeck aus Stürmen um den Südpol und ein Achteck um den Nordpol, eine Wetterform ohne Gegenstück irgendwo auf der Erde.

Der Große Rote Fleck

Jupiters charakteristischstes Merkmal ist der Große Rote Fleck, ein Hochdrucksturm, so groß, dass er seit weit über einem Jahrhundert ununterbrochen teleskopisch beobachtet wird; ein ähnlicher Fleck wurde bereits in den 1660er-Jahren verzeichnet, obwohl jüngere Arbeiten nahelegen, dass jener frühe Sturm ein separater gewesen sein könnte, der später verblasste. Es handelt sich um einen Antizyklon, einen Sturm, der entgegengesetzt zu den Tiefdrucksystemen der Erde rotiert, mit Winden, die an seinem Rand mit mehr als 400 km/h peitschen – und laut Junos Messungen mit bis zu rund 680 km/h. Junos Instrumente zeigten, dass seine Wurzeln sich rund 300 km tief in die Atmosphäre erstrecken, weit tiefer als jeder Sturm auf der Erde.

Der Fleck schrumpft zudem. Vor einem Jahrhundert war er breit genug, um drei Erden nebeneinander zu verschlucken; heute hat er sich auf kaum mehr als eine Erdbreite verengt und ist runder geworden. Warum er sich zusammenzieht – und wie er so lange bestehen konnte, ohne einen Ozean oder Land, aus dem er Energie schöpfen könnte – bleibt eine der offenen Fragen des Planeten.

Ein magnetisches Monster

Tief im Inneren Jupiters wird Wasserstoff so stark gepresst, dass er sich in eine metallische, elektrisch leitfähige Flüssigkeit verwandelt. Angetrieben durch die schnelle Rotation des Planeten wirkt diese Schicht als kolossaler Dynamo, der das stärkste Magnetfeld aller Planeten erzeugt – etwa zwanzigmal intensiver als das der Erde und so ausgedehnt, dass es sich Millionen von Kilometern in Richtung Sonne erstreckt. Würde sie sichtbar leuchten, erschiene Jupiters Magnetosphäre an unserem Himmel größer als der Vollmond.

Dieses Feld fängt einen tödlichen Strahlungsgürtel ein und treibt an den Polen Polarlichter an, die hundertmal stärker sind als die Nordlichter der Erde. Es koppelt zudem an den vulkanischen Mond Io, der einen Donut aus geladenem Schwefel und Sauerstoff in das System einspeist und dauerhafte polarlichtartige Fußabdrücke in Jupiters oberer Atmosphäre erzeugt.

Ein Sonnensystem der Monde im Kleinen

Jupiter gebietet über mindestens 95 bekannte Monde – eine Zahl, die immer weiter steigt, da Durchmusterungen immer kleinere, eingefangene äußere Monde aufspüren. Vier von ihnen heben sich ab: Io, Europa, Ganymed und Kallisto, die Galileischen Monde, die Galileo Galilei im Januar 1610 durch sein Teleskop entdeckte. Sie dabei zu beobachten, wie sie um Jupiter hin- und herwanderten, lieferte ihm den ersten direkten Beweis, dass nicht alles am Himmel die Erde umkreist.

Diese vier sind eigenständige Welten. Io ist der vulkanisch aktivste Körper im Sonnensystem; Europa verbirgt unter seinem Eis einen salzigen Ozean, der mehr Wasser enthalten könnte als alle Meere der Erde zusammen; Ganymed ist der größte Mond überhaupt, größer als der Planet Merkur und der einzige Mond mit eigenem Magnetfeld; und der dunkle, zerfurchte Kallisto bewahrt eine der ältesten Oberflächen, die wir kennen. Jupiter trägt zudem ein schwaches Set staubiger Ringe, entdeckt von Voyager 1979 und gespeist von Trümmern, die von seinen inneren Monden abgeschlagen wurden.

Eine Geschichte der Besuche

Jupiter war der erste äußere Planet, den eine Raumsonde erreichte. Die NASA-Sonde Pioneer 10 flog 1973 vorbei, Pioneer 11 folgte 1974 und bestätigte die intensive Strahlung und die flüssige Natur des Planeten. Die Voyager-Zwillinge folgten 1979 und entdeckten bei einem einzigen Vorbeiflugpaar Ios Vulkane, Europas Eishülle und das Ringsystem. Galileo wurde 1995 zum ersten Orbiter, ließ eine Sonde direkt in die Wolken fallen und untersuchte die Monde acht Jahre lang.

Juno traf am 4. Juli 2016 auf einer schleifenförmigen Polarbahn ein, die so ausgelegt ist, dass sie unter den Strahlungsgürteln hindurchtaucht und das Innere, die Schwerkraft und das Magnetfeld des Planeten untersucht. Ihre Mission wurde inzwischen erweitert, um die Galileischen Monde aus der Nähe zu erkunden. Das nächste Kapitel läuft bereits: Die 2023 gestartete Sonde JUICE der Europäischen Weltraumorganisation ist auf dem Weg zu Jupiter, um sich auf seine ozeantragenden Eismonde zu konzentrieren, zusammen mit der 2024 gestarteten NASA-Sonde Europa Clipper.

Wie man Jupiter findet

Jupiter ist eines der am leichtesten mit bloßem Auge zu findenden Objekte – ein strahlender, ruhiger, cremeweißer Punkt, der jeden Stern überstrahlt und normalerweise nur von Mond und Venus übertroffen wird. Er erreicht seine Opposition, seinen hellsten und nächsten Punkt, etwa alle 13 Monate, wenn er bei Sonnenuntergang aufgeht und die ganze Nacht leuchtet. Schon ein gewöhnliches Fernglas offenbart die vier Galileischen Monde, aufgereiht neben ihm in einer Linie, die sich von Nacht zu Nacht sichtbar neu ordnet. Ein kleines Teleskop fügt die dunklen Wolkenbänder hinzu und, wenn er uns zugewandt ist, den Großen Roten Fleck selbst.