Heute kennen wir 63 Monde des Jupiter. Die meisten davon sind sehr klein und bewegen sich weit entfernt von Jupiter um ihn herum. Man nimmt an, dass es sich dabei um eingefangene Asteroiden handelt. Aber in der Nähe des Gasriesen gibt es 4 sehr große Monde: Io, Europa, Ganymed, und Callisto. Ihre Größe reicht von 3138 km Durchmesser (Europa) bis hin zu 5268 km bei Ganymed (der damit der größte Mond im Sonnensystem und größer als der Planet Merkur ist).
Diese 4 Monde wurden schon 1609 von Galileo Galilei entdeckt und zeigten erstmals, dass sich offensichtlich nicht alle Himmelskörper um die Erde drehen.
Man nimmt heute an, das diese großen Jupitermonde gemeinsam mit dem Planeten entstanden: der Proto-Jupiter war während seiner Entstehung noch von einer Scheibe aus Gas umgeben, aus der ständig Material auf Jupiter fiel. In dieser Scheibe kam es aufgrund dynamischer Prozesse zu Verdichtungen und es entstanden neue „Kerne“, aus denen dann im Laufe der Zeit Monde entstanden.
Eigentlich sollte die Gesamtmasse der Monde etwa 10% der Jupitermasse ausmachen. Tatsächlich sind es aber nur 2%.
Denn die während der Entstehungsphase gebildeten Monde befanden sich nun mitten in der Gasscheibe und erzeugten durch ihre Bewegung Dichtewellen, die sich im Gas ausbreiten. Auch der Mond bewegt sich und interagiert mit diesen Dichtewellen. Das führte dazu, dass der Mond abgebremst wurde und sich immer weiter an Jupiter annäherte
Diesen Prozess nennt man „Migration“ (vom Typ I, es gibt noch andere) und er spielt vermutlich auch bei der Entstehung der Planeten selbst eine große Rolle. Bei Jupiter hat er aber dazu geführt, dass sich die frisch entstandenen Monde nicht lange über ihre Existenz freuen konnten sondern bald wieder von Jupiter verschluckt worden sind.
Diese Details dieses planetaren Kannibalismus wurden gerade erst von Robin Canup und William Ward (vom Southwest Research Institute in Colorado) untersucht. In ihrer Arbeit „Origin of Europa and the Galilean Satellites“ beschäftigen sie sich mit der Entstehung der Jupitermonde und kommen zu dem Schluß, dass Jupiter mehrer Generationen an großen Monden aufgefressen hat.
Immer wieder entstanden Monde, migrierten in die Nähe des Jupiters wo sie schließlich ihr Ende fanden. Erst als das Gas in der Nähe des Planeten aufgebraucht war kam die Migration zum Ende und die entstandenen Monde konnten ungestört ihre Bahnen um Jupiter ziehen.
Dieser Mechanismus sorgte auch dafür, dass die Jupitermonde nicht beliebig groß werden konnten – auch wenn sie immer weiter wuchsen: irgendwann wurden sie von Jupiter verschluckt. Die Gesamtmasse des jeweils vorhandenen Satellitensystems änderte sich daher nicht groß. Es lassen sich auch Rückschlüsse auf die Monde andere Planeten ziehen: wenn extrasolare Planeten auch so entstehen wie Jupiter, dann ist auch ein ähnliches System von Monden zu erwarten.
Eine Frage am Rande:
Was passiert, wenn so ein (doch recht großer und schwerer) Körper auf den Jupiter stürzt? Gibt es einen Einschlag? – bzw. einen für uns sichtbaren Einschlag? Oder würde der Körper nur in der Gashülle verschwinden?
@Brian: Also einen dauerhaften Impakt-Krater so wie auf den atmosphärelosen Planeten oder auch auf der Erde wird es natürlich nicht geben. Aber eine gewisse Zeitlang werden sich auch in der Jupiteratmosphäre Spuren erhalten. Das hat man ja wunderschön beim Einschlag des Kometen Shoemaker-Levy-9 auf Jupiter gesehen.
Entfernen sich die Jupitermonde eigentlich vom Jupiter, so, wie der Erdmond sich in den milliarden Jahren seit seiner Entstehung immer weiter von der Erde entfernt hat? Und kann man etwas über die langfristige Stabilität des Jupiter-Monde Systems sagen? Viele Grüße Heiko