Raumsonde Juno: Jupitermond Io in Aktion
Nur etwas grösser als unser Mond ist Io, der innerste der vier grossen Jupitertrabanten. Statt einer toten Kraterwüste wie der Erdbegleiter bietet Io eine von aktiven Vulkanen geprägte Landschaft, die sich ständig wandelt.
Bei ihrem 53. Umlauf um den Riesenplaneten Jupiter kam am 30. Juli 2023 die NASA-Raumsonde Juno Io, dem innersten der vier grossen Galileischen Monde, bis auf etwa 22 000 Kilometer nahe. Dabei nahm sie mit der Kamera JunoCam 15 Bilder des vulkanisch aktiven Monds auf. Die besten Aufnahmen erreichen eine räumliche Auflösung von 15 Kilometern pro Bildpunkt. Sie zeigen die von Schwefelverbindungen bunt eingefärbte Oberfläche des Jupitertrabanten, der mit 3643 Kilometer Durchmesser etwas grösser ist als unser Mond.
Auf Io finden sich keinerlei Einschlagkrater; die gesamte Oberfläche ist geologisch gesehen äusserst jung. Mindestens 200 Vulkane sind auf Io jeweils gleichzeitig aktiv, deutlich mehr als auf der Erde. Die Vulkane fördern basaltische Lava mit hohen Temperaturen an die Oberfläche, die auf der Erde nur noch in Ausnahmefällen erreicht werden. Die höchsten bislang auf Io gemessenen Lavatemperaturen erreichten bis zu 1500 Grad Celsius – irdische Basalte sind meist zwischen 1100 und 1200 Grad Celsius heiss.
Der Grund für die extreme vulkanische Aktivität ist die Gezeitenreibung durch Jupiter und die Nachbarmonde Europa und Ganymed. Eigentlich müsste Io 4,5 Milliarden Jahre nach seiner Entstehung geologisch so inaktiv sein wie unser Mond, der eine stark kraterübersäte Oberfläche hohen Alters aufweist. Dass dem nicht so ist, liegt daran, dass sich Io tief im Schwerefeld von Jupiter, dem bei Weitem massereichsten Planeten des Sonnensystems, aufhält. Er umläuft Jupiter auf einer nur geringfügig engeren Bahn als unser Mond die Erde, benötigt dafür aber statt etwa 29 Tagen nur 42 Stunden.
Quelle: NASA/SWRI /MSSS/Jason Perry
Die Jupiterschwerkraft verformt Io, wodurch im festen Gestein Gezeitenberge von bis zu einem halben Kilometer Höhe entstehen. Zum Vergleich: Mond und Sonne lösen in der festen Erde Gezeitenberge von nur einem halben Meter Höhe aus. Die Verformung von Io durch die Jupiterschwerkraft hätte eigentlich keine drastischen Folgen, weil der Mond gebunden rotiert und seinem Mutterplaneten stets die gleiche Seite zuwendet, so wie unser Mond der Erde. Allerdings sorgen die Schwerefelder der beiden Nachbarmonde Europa und Ganymed dafür, dass Io immer wieder aus der Ruhelage abgelenkt wird, wodurch die Gezeitenberge hin und her wandern.
Europa und Ganymed befinden sich in Umlaufresonanz zu Io. Europa benötigt exakt doppelt so lange für einen Umlauf um Jupiter wie Io, Ganymed viermal so lange. Dadurch wird Io regelmässig aus der Ruhelage abgelenkt. So kommt es zu enormen Reibungskräften im Gestein, die so hoch sind, dass ein grosser Teil des unter der festen Kruste befindlichen Mantels aufgeschmolzen wird. Die Kruste des Trabanten ist jedoch stabil genug, dass auf ihr Berge mehr als zehn Kilometer über die Umgebung aufragen. Sie sind keine Vulkane und bestehen aus Silikatgesteinen. Schwefel würde dagegen regelrecht zerfliessen.
Der nächste Vorbeiflug von Juno an Io findet am 15. Oktober 2023 statt; dann nähert sich die Sonde bis auf 11 600 Kilometer an. Zum Jahresende steht eine Passage in nur 1500 Kilometer Abstand auf dem Plan – dann dürfte es ultrascharfe Bilder geben.
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Originalartikel auf Spektrum.deTitelbild: NASA/JPL-Caltech/SwRI/MSSS
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