Posted in: Planeten, Sonnensystem 20. Juni 2014 17:12 Weiter lesen →

Mond-Dämmerung beim Jupiter

2 Falschfarbenbilder zeigen helle, pixelige Mondscheiben vor dunklem Hintergrund Die großen Monde des Jupiters leuchten selbst dann, wenn sie nicht direkt von der Sonne beschienen werden. Diese Entdeckung ist japanischen und amerikanischen Astronomen zufällig geglückt. Als sie versuchten, die im Schatten des riesenhaften Planeten stehenden Monde als völlig dunkle Referenzobjekte zu nutzen, stellten sie zu ihrer Verblüffung eine minimale Resthelligkeit fest.

Ganymed und Kallisto sind im Schatten des Jupiters mitnichten völlig dunkel. Bild: NAOJ/JAXA/Tohoku University

Die Monde Ganymed und Kallisto sind im Schatten noch ein Millionstel so hell wie unter voller Beleuchtung, fanden Kohji Tsumura von der Tohoku-Universität und seine Kollegen. Die weiter innen kreisende Europa bringt es noch auf etwa ein Zehnmillionstel, berichten die Forscher demnächst im „Astronomical Journal“. Grund für das unerwartete Phänomen dürfte ihrer Ansicht nach die Lichtstreuung in der Jupiteratmosphäre sein. Dadurch könnte etwas Sonnenlicht um den Planeten herum in dessen Schattenzone geleitet werden – wie bei der Dämmerung auf der Erde.

Tsumura und Kollegen hatten sehr genau bestimmen wollen, wie hell der tiefe Weltraum im Infrarotlicht ist. Solche Messungen werden dadurch erschwert, dass ein dünner Gas- und Staubschleier in der Ebene der Planeten einen Teil der Sonnenstrahlung als Zodiakallicht zur Erde lenkt. Um dieses Problem zu umgehen, beobachteten die Forscher die großen Jupitermonde, als diese im Schatten ihres Planeten standen. Der Helligkeitsunterschied zwischen den mutmaßlich völlig dunklen Mondscheiben und ihrer Umgebung sollte dann Aufschlüsse über die Lichteinstrahlung aus dem fernen Universum erlauben.

Skizze der Beobachtungsgeometrie mit mutmaßlich völlig dunklen Monden Über die Beobachtungsgeometrie sollte sich das Zodiakallicht herausrechnen lassen … Bild: NAOJ/JAXA/Tohoku University

Die Beobachtungen mit dem Subaru-Spiegelteleskop auf Hawaii und dem Weltraumteleskop Hubble ergaben jedoch, dass die drei Monde mitnichten völlig dunkel sind, sobald sie sich im Schatten des Jupiters befinden. Bei einer Infrarotwellenlänge von 1,5 Mikrometern sind Ganymed, Kallisto und Europa nach wie vor auszumachen. Bei einer Wellenlänge von 3,6 Mikrometern erwies sich zumindest Ganymed wiederum als völlig dunkel, zeigten Beobachtungen mit dem Weltraumteleskop Spitzer.

„Unsere Zufallsentdeckung ist gewissermaßen das Nebenprodukt einer kosmologischen Untersuchung“, erklärt Tsumura. „Sie ist deshalb besonders interessant, weil sie uns eine neue Methode an die Hand gibt, um die Atmosphären des Jupiters und von Exoplaneten zu studieren.“ Plausible Modelle des Dunstschleiers in der oberen Jupiteratmosphäre müssten in der Lage sein, nicht nur die Stärke der beobachteten Resthelligkeit, sondern auch ihre Abhängigkeit von der Wellenlänge zu erklären. Ähnliches gelte für die genaue Form der schwachen Sternfinsternisse, die extrasolare Planeten bei der Bewegung durch die Sichtlinie zwischen ihrem Stern und der Erde verursachten.

Forschung: Kohji Tsumura, Frontier Research Institut for Interdisciplinary Science, Tohoku University, Sendai; K. Arimatsu und T. Wada, Institute of Space and Astronautical Science, Japan Aerospace Exploration Agency, Sagamihara, und Department of Astronomy, Tokyo University; und andere

Veröffentlichung Astronomical Journal (im Erscheinen); Preprint arXiv:1405.5280

WWW:
Kohji Tsumura, Tohoku University
Jupiter: Moons
Dämmerung
Subaru Telescope

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