*Zum Vergleich: der Durchmesser des Planeten Merkur beträgt 4.880 km, der des Erdmondes 3.476 km.
**Die Galileischen Monde besitzen allesamt eine gebundene Rotation, d.h. ihre Rotationsperioden sind identisch mit ihren Umlaufzeiten; die Monde wenden dem Jupiter stets dieselbe Seite zu.

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Die Fotos für diese Montage der Galileischen Monde wurden am 6. März 1979 von Voyager 1 während ihrer Annäherung an Jupiter aufgenommen. Io (oben links), Europa (oben rechts), Ganymed (unten links) und Kallisto (unten rechts) sind hier in ihrer korrekten relativen Größe abgebildet. Die Fotos von Io und Europa wurden aus einer Entfernung von 2,9 Millionen Kilometer aufgenommen, das Foto von Ganymed aus 3,4 Millionen Kilometer, und das von Kallisto aus 6,9 Millionen Kilometer Entfernung. Die Auflösung aller Fotos – mit Ausnahme desjenigen von Kallisto – beträgt etwa 50 km pro Bildpunkt; für Kallisto sind es 100 km pro Bildpunkt.
(NASA/JPL/astroarts.org)

Die Galileischen Monde, aufgenommen von Voyager.

Dies ist eine Montage der besten Fotos von den vier größten Jupitermonden, aufgenommen vom Long Range Reconnaissance Imager (LORRI) an Bord der Raumsonde New Horizons während des Jupiter-Vorbeiflugs am 27. und 28. Februar 2007. Die Fotos wurden so skaliert, dass sie die korrekte relative Größe der Monde wiedergeben. Außerdem sind Io, Europa, Ganymed und Kallisto (v.l.n.r.) in der Reihenfolge ihres Abstands von Jupiter angeordnet.
(NASA, JHU/APL, SwRI, astroarts.org)

Familienportrait der Jupitermonde,
aufgenommen von New Horizons.

In dieser Collage des Jupiter-Systems schweben die vier größten Monde Io, Europa, Ganymed und Kallisto (v.l.n.r.) über dem Rand des Jupiter mit seinem Großen Roten Fleck. Die Fotos von Jupiter, Io und Ganymed wurden im Juni 1996 von der Raumsonde Galileo aufgenommen, das Foto von Europa im September 1996. Das Foto von Kallisto stammt von Voyager 1 und wurde am 6. März 1979 aufgenommen.
(NASA/JPL/DLR/astroarts.org)

Die Galileischen Monde über dem Großen Roten Fleck.

Collage des Jupiter-Systems aus Aufnahmen der Raumsonden Voyager und Galileo.
Der Ausschnitt unten rechts zeigt die Valhalla-Region auf Kallisto. Ganymed befindet sich in der unteren Bildmitte, Europa rechts oberhalb von Ganymed. Der Mond links oben ist Io.
(NASA/JPL/Calvin J. Hamilton, solarviews.com/astroarts.org)

Collage des Jupiter-Systems.

Weblinks

Discovery of the Galilean Satellites

Galileo’s First Jupiter Observations

Wolfram Alpha Blog – Recreating Galileo’s Discovery: 400 Years Later

Dr. Schenk’s 3D House of Satellites

YouTube-Kanal von galsat400

Der am weitesten von Jupiter entfernte Galileische Mond Kallisto ist eine einfache Welt mit geringen Anzeichen für innere Aktivität. Da er mit mehr Kratern übersät ist als die anderen drei großen Jupitermonde, muss seine Oberfläche am ältesten sein. Sie hat sich seit der Entstehung vor etwa 4,6 Milliarden Jahren vermutlich nicht mehr verändert und stellt somit ein Fossil aus dem solaren Urnebel dar.
Insofern ist Kallisto dem Planeten Merkur und dem Erdmond äußerlich sehr ähnlich, aber er unterscheidet sich doch in vielerlei Hinsicht von ihnen. So gibt es weder große Krater noch Vulkanebenen oder Gebirgszüge. Außerdem sind die Krater auf Kallisto viel flacher als jene auf dem Erdmond. Offenbar ist Kallistos Eiskruste nicht stabil genug, um die schweren Ringwälle zu tragen. Möglicherweise verformten und glätteten auch gletscherartige Eisbewegungen viele Krater.

Cratering Rates on the Galilean Satellites

Fractures, Scarps, and Lineaments on Callisto and their Correlation with Surface Degradation

A model for the interior structure, evolution, and differentiation of Callisto

Geological Evidence for an Ocean on Callisto

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Kallisto ist von einer Vielzahl von Kratern überzogen, die in seiner stahlharten Eisoberfläche erhalten blieben. Sie sind sehr flach. Außerdem gibt es kaum große Krater, so dass der Rand des Mondes keine Oberflächenerhebung zeigt. Viele Krater sind von hellen Ringen umgeben, bei denen es sich um klares Wasser handelt, das bei den Meteoriteneinschlägen auf die schmutzige Oberfläche gelangte.
Bildmosaik aus Aufnahmen der Raumsonde Voyager 1 vom 6. März 1979.
(NASA/JPL/Daniel Macháček/astroarts.org)

Kallisto

Die auffälligste Erscheinung auf Kallisto ist ein ausgedehntes System konzentrischer Ringe namens Valhalla. Vor langer Zeit schlug hier ein Meteorit ein, der – wie ein ins Wasser fallender Stein – ringförmige Wellen erzeugte, die anschließend gefroren. Offenbar versanken die Reste des Meteoriten unter der Oberfläche von Kallisto, so dass nur das Ringsystem mit einem Radius von etwa 1.500 Kilometern übrig blieb.
Stereografische Projektion eines Bildmosaiks aus Aufnahmen der Raumsonde Voyager 1.
(NASA/astroarts.org)

Valhalla

Morgen hier bei Solscape: Die Galileischen Monde – Tabellen, Weblinks & more

Ganymed ist der größte Mond im Sonnensystem. Von seinem Durchmesser übertrifft er sogar den Planeten Merkur. Seine Dichte ist jedoch so gering, dass er im Wesentlichen aus Wassereis bestehen muss. Erkenntnisse, die mittels der Raumsonden Voyager und Galileo gewonnen wurden, zeigen, dass Ganymed von einem dicken Mantel aus Wassereis bedeckt ist. Zudem gibt es starke Hinweise auf einen subglazialen Ozean.
Ganymeds Oberfläche zeigt Anzeichen für eine ganze Reihe von geologischen Aktivitäten, einschließlich Krustenbewegungen und Gebirgsbildung. Die Eishülle ist in mehrere dunkle Blöcke zerbrochen, die zig Kilometer weit über die Oberfläche geschoben wurden. Andere Gebiete sind von gefalteten Gebirgsketten überzogen.
Wahrscheinlich zerbrach die Oberfläche Ganymeds in Folge einer generellen Ausdehnung. In einer frühen Phase sank das Gestein ins Innere ab, und das Eis stieg nach oben. Dort dehnte es sich wegen des geringeren äußeren Drucks aus. Diese Krustenexpansion ist möglicherweise sowohl für die dunklen Blöcke als auch für die Gebirge verantwortlich. Es gibt Gebirge, die sich überlagern, andere winden sich ineinander. Einige Bergzüge überqueren Krater, während man auch Krater auf den Bergen findet. Daraus schließen Planetologen, dass die Gebirge über einen längeren Zeitraum hinweg entstanden sind. Wahrscheinlich dauerte die Krustendeformation eine Milliarde Jahre lang an. Kraterzählungen zeigten, dass selbst der jüngste Berg auf Ganymed noch drei Milliarden Jahre alt ist.

Geologic evolution of Galileo Regio, Ganymede

Lateral Displacement in Northern Marius Regio, Ganymede: Evidence from Galileo SSI Data

The formation of Ganymede’s grooved terrain: Numerical modeling of extensional necking instabilities

Hydrated Salt Minerals on Ganymede’s Surface: Evidence of an Ocean Below

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Bildmosaik von Ganymed, erstellt aus Fotos, die von der Raumsonde Voyager 2 aus einer Entfernung von rund 300.000 Kilometern aufgenommen wurden. Der älteste dunkle Bereich, Galileo Regio, befindet sich oben rechts im Bild. Er ist von dem kleineren dunklen Bereich Marius Regio (Bildmitte) durch ein helles, relativ junges Band namens Uruk Sulcus getrennt. Frisches Eis aus dem neu entstandenen Osiris-Krater schuf die hellen Strahlen am unteren Bildrand.
(NASA/JPL/Bildmosaik: astroarts.org)

Ganymed

Auf Ganymeds Oberfläche erkennt man zahlreiche Blöcke, die in der Eisoberfläche eingefroren sind. Sie vermitteln den Eindruck von eisüberzogenen „Kontinenten“, die auf durchscheinendem Eis schwimmen. Offenbar haben sich die einzelnen Blöcke aufgrund der Krustenexpansion voneinander getrennt. Bei dem hell leuchtenden Material in der Umgebung von Kratern handelt es sich um frisches, reines Eis, das beim Einschlag des Meteoriten aus dem Mondinneren herausspritzte.
Dieses Farbbild wurde von Voyager 1 am 5. März 1979 aus einer Entfernung von etwa 230.000 Kilometern aufgenommen.
(NASA/JPL/astroarts.org)

Kantige Blöcke auf Ganymed.

Bildmosaik von der Oberfläche des Jupitermondes Ganymed, erstellt aus Fotos, die am 28. Dezember 2000 von der Raumsonde Galileo aus einer Entfernung von rund 70.000 Kilometern aufgenommen wurden.
(NASA/JPL/Space Science Institute/Gordan Ugarkovic/astroarts.org)

Nahaufnahme der Oberfläche von Ganymed.

Diese Aufnahme des Weltraumteleskops Hubble vom 9. April 2007 zeigt, wie sich Ganymed gerade hinter Jupiter schiebt und daher nur noch teilweise sichtbar ist. Von der Erde aus gesehen verschwindet der Mond alle sieben Tage hinter dem östlichen Horizont des Jupiter, um wenig später auf der anderen Seite wieder zu erscheinen.
(NASA, ESA, and E. Karkoschka (University of Arizona))

Ich bin dann mal eben weg...

Morgen hier bei Solscape: Kallisto – eine alte, mit Kratern übersäte Welt

Der kleinste Galileische Mond, Europa, ist gleichzeitig auch der hellste. Während seine mittlere Dichte darauf schließen lässt, dass er aus Gestein besteht, reflektiert seine Oberfläche das Sonnenlicht wie Eis. Und in der Tat ist der Mond auch mit einer riesigen Kruste aus Wassereis überzogen. Europa hat die ebenmäßigste Oberfläche aller Planeten und Monde im Sonnensystem – auf ihm gibt es keine Erhebung mit über 100 Metern Höhe und so gut wie keine Einschlagskrater. Man sieht lediglich ein Netz langer, flacher und dunkler Streifen.
Die Gezeitenerwärmung wirkt auf Europa genauso wie auf Io, allerdings in geringerem Maße, da Europa weiter von Jupiter entfernt ist. Offenbar reicht sie aber aus, um Wasser am Gefrieren zu hindern: unter der wenige Kilometer dicken Eisschicht bedeckt ein riesiger Ozean aus flüssigem Wasser die Oberfläche des Jupitermondes.
Der Eispanzer zeigt zahlreiche Brüche, die durch eine globale Ausdehnung, vereinzelte Meteoriteneinschläge oder Jupiters Gezeitenkraft verursacht wurden. Dadurch quoll schmutziges Wasser nach oben und gefror in langen dunklen Streifen aus. Europas Oberfläche ähnelt in vielerlei Hinsicht den arktischen Eisfeldern der Erde, in denen Wasserströmungen das Eis aufbrechen. Auch hier dringt Wasser nach oben und gefriert in den Spalten.
Weil flüssiges Wasser als wichtigste Voraussetzung für Leben angesehen wird, könnte Europa vielleicht die besten Chancen für das Vorhandensein von außerirdischem Leben bieten. Wegen der festen und einige Kilometer dicken Eiskruste wären eventuelle Lebensformen zur Aufrechterhaltung ihrer Funktionen allerdings auf andere Energiequellen als auf das Sonnenlicht angewiesen. Vorstellbar wären einfache Lebewesen, die ihren Energiebedarf an heißen Quellen auf dem Grund des mondweiten, subglazialen Ozeans decken.
Seit einigen Jahren werden Sonden erprobt, die sich durch den Eispanzer Europas hindurch schmelzen könnten, um dann vom Wasser des Ozeans Proben zu entnehmen. Auch kleine, ferngesteuerte Forschungs-U-Boote wurden bereits getestet, die künftig den Ozean auf Europa erkunden könnten.

Ice on Europa

Europa’s geology

Scars from Europa’s Polar Wandering Betray Ocean Beneath

Is Tyre Macula An Ice Cauldron?

Europa Has Enough Oxygen For Life

„Susi“ soll sich in den Eismond schmelzen

Prototype Space Probe Prepares To Explore Earth’s Deepest Sinkhole

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Die Oberfläche Europas ist von einem Netz dunkler Linien überzogen. Sie sind die Folge innerer Spannungen, bei denen der Eismantel zerbrach. Die dabei entstandenen Risse sind mehrere 1.000 Kilometer lang, aber nicht einmal 100 Meter tief. Die Spalten füllten sich mit schmutzigem Wasser aus dem wärmeren Inneren des Mondes.
Bildmosaik aus Aufnahmen der Raumsonde Voyager 2 vom 9. Juli 1979.
(NASA, JPL, Bildmosaik: astroarts.org)

Jupitermond Europa

Dieses von der Raumsonde Galileo aufgenommene, farbverstärkte Bild zeigt die zerbrochene Eiskruste in der Conamara-Region des Jupitermondes Europa. Die blauen und weißen Gebiete sind von einer feinen Schicht Eisstaub bedeckt, welcher bei der Entstehung des 26 km großen Pwyll-Impaktkraters ausgeworfen wurde. Die Aufnahme, die ein Gebiet von 70 mal 30 km abdeckt, ist eine Kombination niedrig aufgelöster Bilder in den Spektralbereichen Violett, Grün und Infrarot vom September und Dezember 1996 mit einem hochaufgelösten Bildmosaik vom 20. Februar 1997.
(NASA, PIRL, University of Arizona)

Chaotisches Terrain in Europas Conamara-Region.

Europa über Jupiters Großem Roten Fleck.
Bildmosaik aus Aufnahmen der Raumsonde Voyager 1 vom 3. März 1979.
(NASA, JPL, Bildmosaik: Michael Benson, Kinetikon Pictures)

Europa über Jupiters Großem Roten Fleck.

Bei ihrem Vorbeiflug an Jupiter am 28. Februar 2007 machte die Raumsonde New Horizons mit ihrem Long Range Reconnaissance Imager (LORRI) diesen wunderschönen Schnappschuss vom Mond Europa, wie er gerade über Jupiters Horizont aufgeht.
(NASA, JHU/APL, SwRI)

Europaaufgang über Jupiters Horizont.

Die Raumsonde Voyager 1 machte diese Aufnahme von Jupiter und seinen beiden Satelliten Io (links) und Europa am 13. Februar 1979 während ihrer Annäherung an den Gasplaneten.
Io befand sich zu diesem Zeitpunkt etwa 350.000 Kilometer oberhalb des Großen Roten Flecks, Europa etwa 600.000 Kilometer oberhalb von Jupiters Wolkenobergrenze.
(NASA/JPL/astroarts.org)

Jupiter mit Io und Europa.

Morgen hier bei Solscape: Ganymed – eine Welt aus Kratern und Spalten

Der innerste Galileische Mond, Io, hat fast dieselbe Dichte und Größe wie unser Mond, zeigt aber keinerlei Einschlagskrater. Stattdessen entdeckten die Voyager-Sonden Eruptionswolken, Vulkankegel und dampfende Lavaseen. Die Menge des Materials, die von Ios Vulkanen ausgeschleudert wird, reicht aus, um innerhalb einer Zeitspanne von einer Million Jahren die gesamte Oberfläche mit einer 100 Meter dicken Schicht zu bedecken. Die Kameras auf Voyager 1 registrierten 8 große Ausbrüche zur selben Zeit – hier auf der Erde ereignen sich so viele große Eruptionen allenfalls innerhalb eines Jahrhunderts. Damit ist Io der vulkanisch aktivste Körper im Sonnensystem.
Wie in einem Geysir schießt das Material mit einer Geschwindigkeit von etwa einem Kilometer pro Sekunde (der dreifachen Schallgeschwindigkeit) mehrere hundert Kilometer in die Höhe. Da Io nur eine geringe Schwerkraft und eine dünne Atmosphäre besitzt, dehnen sich die Fontänen weithin aus und lagern das Material in einem Ring mit einem Durchmesser von bis zu 1.400 Kilometern um den entsprechenden Vulkan herum ab.
Ios Vulkane kehren förmlich das Innere des Mondes nach außen und erneuern ständig die Oberfläche. Da das derzeit sichtbare Oberflächenmaterial, wie bereits erwähnt, vor nicht mehr als einer Million Jahren aus dem Inneren gekommen ist, haben sich Mantel und Kruste in der gesamten Geschichte des Mondes bereits mehrfach erneuert.
Die Vulkanaktivität erkennt man auch an den großen Calderen und den mit ihnen verbundenen Lavaflüssen. Hunderte Vulkankegel übersäen die Oberfläche des Jupitermondes, und die von ihnen ausgehende Wärme lässt sich sogar von der Erde aus nachweisen.
Was ist der Motor für diese ungewöhnlich heftige Aktivität? Sowohl die Wärme aus der Entstehungsphase des Mondes als auch aus dem radioaktiven Zerfall sollte längst in den Weltraum entwichen sein. Es sind die enorme Schwerkraft Jupiters und die äußeren Galileischen Monde, vor allem Europa, die ständig an Io ziehen und ihn verformen. Bei jedem Umlauf um Jupiter hebt und senkt sich die Oberfläche Ios um etwa 300 Meter. Io wird also regelrecht durchgeknetet und dadurch aufgeheizt. So kommt es, dass das Gestein im Inneren schmilzt.
Möglicherweise hat sich durch die hohen Temperaturen aber auch das ursprünglich vorhandene Wasser verflüchtigt. Wenn es jedoch kein Wasser gibt, was treibt dann die Vulkanausbrüche an? Eine Theorie geht davon aus, dass in geringer Tiefe flüssiges Schwefeldioxid und geschmolzener Schwefel miteinander in Kontakt kommen und heftig reagieren. Das Schwefeldioxid wird dabei verdampft, und eine Mischung aus Flüssigkeit und Gas schießt in einer Röhre nach oben. Nach einer anderen Theorie können die Ausbrüche auch dadurch zustande kommen, dass heiße Silikate in der Kruste des Mondes Schwefel verdampfen.

Io: Jupiter’s Volcanic Moon

New estimates for Io eruption temperatures: Implications for the interior

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Der größte bekannte Vulkan auf Io erhielt seinen Namen nach dem hawaiischen Gott der Vulkane, Pele. Oben rechts erkennt man die Eruptionswolke, die sich etwa 300 Kilometer über die Oberfläche erhebt. Sie wurde aus dem zentralen, blau-weißen Bergkomplex ausgestoßen. Die konzentrischen Ringe um den Bergkomplex bestehen aus Material, das sich um die Quelle der Vulkanwolke herum abgelagert hat. Der äußere braune Ring besitzt einen Durchmesser von etwa 1.400 Kilometern.
Bildmosaik aus farb- und kontrastverstärkten Aufnahmen der Raumsonde Voyager 1.
(Alfred McEwan, Tammy Rock, Laurence Soderblom, NASA/JPL/USGS, astroarts.org)

Der aktive Vulkan Pele auf Io.

Dunkle Lavaflüsse schlängeln sich über die Oberfläche von Io. Die verschiedenen Farben stammen von Schwefel oder Schwefelverbindungen mit unterschiedlichen Temperaturen. Einige Lavaflüsse erstrecken sich über 200 Kilometer von den heißen Vulkankegeln, wie Ra Caldera (unten links), in die kühleren Gegenden.
Das Bildmosaik aus Aufnahmen der Raumsonde Voyager 1 deckt einen Bereich von etwa 2.100 km Länge ab.
(Alfred McEwan, NASA/JPL/USGS, astroarts.org)

Lavaflüsse auf Io.

Hochaufgelöste Aufnahme des Jupitermondes Io, fotografiert am 3. Juli 1999 von der Raumsonde Galileo aus einer Entfernung von 130.000 km.
(NASA, JPL, PIRL, University of Arizona)

Globale Ansicht des Jupitermondes Io.

Globale Ansicht des Jupitermondes Io, aufgenommen am 1. März 2007 von der Multispectral Visible Imaging Camera (MVIC) an Bord der Raumsonde New Horizons. Am oberen Rand von Io erkennt man die etwa 330 km hohe Eruptionswolke des Vulkans Tvashtar. Der rote Punkt darunter ist glühende Lava in der Caldera des Vulkans.
(NASA, JHU/APL, SwRI, astroarts.org)

Io mit Eruptionswolke des Vulkans Tvashtar.

Morgen hier bei Solscape: Europa – eine helle, ebenmäßige Welt

Heute vor 400 Jahren, in der Nacht vom 7. auf den 8. Januar 1610, entdeckte der italienische Physiker, Mathematiker und Astronom Galileo Galilei mit einem selbstkonstruierten Teleskop die vier größten Trabanten des Jupiter, die wir ihm zu Ehren die Galileischen Monde nennen.
Im März 1610 veröffentlichte Galilei seine astronomischen Entdeckungen in der Schrift „Sidereus Nuncius“ (Sternenbote). Die Schrift sorgte für großes Aufsehen, da sie das heliozentrische Weltbild des Kopernikus unterstützte. Galilei legte damit den Grundstein für die moderne Astronomie.

Titelseite des Sidereus Nuncius von 1610.
(INAF-Osservatorio Astronomico di Brera/
astroarts.org)
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Galileis Beschreibung der Satelliten des Jupiter.
(INAF-Osservatorio Astronomico di Brera/astroarts.org)
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Die vier Galileischen Monde umrunden Jupiter nahezu in seiner Äquatorebene auf fast kreisförmigen Bahnen und kehren ihm immer dieselbe Seite zu. Sie heißen in der Reihenfolge ihres Abstandes vom Planeten: Io, Europa, Ganymed und Kallisto.
Die Monde erhielten ihre Namen nach den Geliebten des Göttervaters Zeus. Zeus verwandelte Io in eine silberglänzende Kuh, um sie vor seiner eifersüchtigen Frau Hera zu verstecken, und Kallisto musste zur Strafe für ihre Liebschaft mit Zeus den Rest ihres Lebens als Bärin verbringen. Für Europa verwandelte sich Zeus in einen weißen Stier und entführte sie nach Kreta, während Ganymed ein Trojanischer Jüngling war, der, entführt von Zeus in Gestalt eines Adlers, seinen Dienst als Mundschenk an der Göttertafel versah.
Details der ungewöhnlichen Welten, von denen jede ihr eigenes Gesicht hat, offenbarten erst die Voyager-Raumsonden in den 1970er Jahren.

Die vier größten Jupitermonde
Io, Europa, Ganymed und Kallisto (v.l.n.r.),
aufgenommen von der Raumsonde Galileo.
(NASA/JPL/DLR)
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Morgen hier bei Solscape: Io – eine geologisch aktive Welt