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KVHS Northeim 2025 : Astronomie - eine Reise durch Raum und Zeit

Der Planet Jupiter

Links

- Wikipedia - Der Planet Jupiter
- Deutschlandfunk - Entdeckung vor 410 Jahren - Jupiter und seine vier Monde

Eigenschaften des Jupiter

Jupiter ist der grösste und massereichste Planet im Sonnensystem, mit einer riesigen Atmosphäre aus Wasserstoff und Helium,
starken Stürmen und einem enormen Magnetfeld. Seine vielen Monde, darunter Europa mit einem potenziellen Ozean,
machen ihn zu einem wichtigen Ziel für zukünftige Raumfahrtmissionen.

Allgemeine Eigenschaften:

• - Typ: Gasriese (Jovianischer Planet)
• - Grösse: Grösster Planet des Sonnensystems
• - Durchmesser: $139820 km$ (11.2-mal so gross wie die Erde)
• - Äquatordurchmesser: $142.984 km$ (wegen Rotation leicht abgeflacht)
• - Polardurchmesser: $133.709 km$
• - Umfang: $439.264 km$
• - Masse: $1,898 \cdot 10^{27} kg$ (318-mal die Erdmasse)
• - Dichte: $1.33 g/cm^3$ (geringer als Erde, aber höher als Saturn)
• - Schwerkraft: $24.79 m/s^2$ (2.53-mal die Erdanziehungskraft)
• - Form: Abgeplattetes Sphäroid (durch schnelle Rotation)

Umlaufbahn & Rotation:

• - Mittlere Entfernung zur Sonne: 778.3 Mio. km (5,2 AE)
• - Exzentrizität der Umlaufbahn: 0.0489 (leicht elliptisch)
• - Perihel (sonnennächster Punkt): 740.6 Mio. km
• - Aphel (sonnenfernster Punkt): 816.4 Mio. km
• - Umlaufzeit um die Sonne: 11.86 Erdjahre
• - Rotationsperiode (Jupitertag): 9 h 55 min (kürzester Tag aller Planeten)
• - Rotationsrichtung: Prograd (gegen den Uhrzeigersinn)
• - Neigung der Rotationsachse: $3.13 ^{\circ}$ (kaum Jahreszeiten)
• - Mittlere Bahngeschwindigkeit: $13.07 km/s$

Atmosphäre:

• - Gesamtdruck: Steigt tief in der Atmosphäre auf Millionen von Bar
• - Hauptbestandteile:
  • - 89 % Wasserstoff ($H_2$)
  • - 10 % Helium ($He$)
  • - Spuren von Methan ($CH_4$), Ammoniak ($NH_3$), Wasserdampf ($H_2O$), Schwefelverbindungen
• - Farben: Durch chemische Reaktionen von Ammoniak, Phosphor und anderen Elementen
• - Winde: Bis zu 600 km/h (extreme Stürme)
• - Wolkenbänder:
  • - Zonen (hell) $\rightarrow$ höhere, kältere Wolken
  • - Bänder (dunkel) $\rightarrow$ Tiefere, wärmere Wolken
• - Grosser Roter Fleck:
  • - Durchmesser: 16000 km (grösser als die Erde)
  • - Lebensdauer: über 300 Jahre
  • - Windgeschwindigkeiten: 430 km/h

Innere Struktur:

• - Kein feste Oberfläche, Übergang von Gas zu flüssigem Wasserstoff
• - Aufbau:
  • - äussere Wasserstoff-Helium-Atmosphäre
  • - Flüssiger metallischer Wasserstoff (erzeugt Magnetfeld)
  • - Wahrscheinlich Gesteinskern (10 - 20 Erdmassen, nicht direkt beobachtbar)
• Temperaturen:
  • - Oberste Wolkenschicht: $-145 ^{\circ}C$
  • - Tiefer im Inneren: bis zu $30000 ^{\circ}C$
• - Energieabstrahlung: Strahlt 1.6-mal mehr Energie ab, als es von der Sonne erhält (Reste der Entstehungswärme)

Magnetfeld & Strahlung:

• - Stärkstes Magnetfeld aller Planeten (14-mal stärker als Erde)
• Magnetosphäre:
  • - Dehnt sich bis zu 7 Miollionen km Richtung Sonne aus
  • - Erreicht auf der Nachtseite bis zu 600 Millionen km (fast bis zum Saturn)
• - Radio- und Röntgenstrahlung: Jupiter sendet starke Radiosignale aus

Ringe:

• - Jupiter hat Ringe, aber sehr dünn und schwach sichtbar
• - Bestehend aus: Winzigen Staubpartikeln, die von Monden stammen
• - Entdeckung: 1979 durch Voyager 1

Monde:

• - Anzahl der Monde: 95 bestätigte (Stand 2023)
• Die vier grössten (Galileischen) Monde:
  1. - Io - Vulkanisch aktivster Körper im Sonnensystem
  2. - Europa - Wahrscheinlicher unterirdischer Ozean mit flüssigem Wasser
  3. - Ganymed - Grösster Mond des Sonnensystems, eigenes Magnetfeld
  4. - Kallisto - Eiskruste mit möglichen unterirdischen Wasserreservoirs
• - Andere Monde: Viele kleine, teils eingefangene Asteroiden

Besondere Eigenschaften:

• - Grösster Planet des Sonnensystems
• - Schnellste Rotation aller Planeten
• - Grösstes Magnetfeld eines Planeten
• - Extrem starke Stürme und langlebige Wirbel
• - Hächste Anzahl bestätigter Monde
• - Strahlt eigene Wärme ab (Kontraktion durch Gravitation)
• - Keine feste Oberfläche - Übergang von Gas zu Flüssigkeit
• - Grosser Einfluss auf Asteroiden durch Schwerkraft ("kosmischer Staubsauger")

Erforschung:

• Frühere Missionen:
  • - Pioneer 10 & 11 (1973 - 1974, erste Vorbeiflüge)
  • - Voyager 1 & 2 (1979, detaillierte Bilder)
  • - Galileo (1995 - 2003, Orbiter)
• Aktuelle Missionen:
  • - Juno (seit 2016, untersucht Magnetfeld, Atmosphäre & innere Struktur)
• - Zukünftige Missionen:
  • - Europa Clipper (NASA, Start 2024 - Untersuchung des Mondes Europa)
  • - JUICE (ESA, Start 2023 - Erforschung von Europa, Ganymed & Kallisto)

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