Am 9. März 1979 blickte die Astronomin Linda Morabito-Kelly auf eine Aufnahme der Raumsonde Voyager 1 und traute ihren Augen nicht. Erst vier Tage zuvor war die NASA-Mission auf ihrer großen Tour durchs Planetensystem am Jupiter und seinen Monden vorbeigeflogen und hatte dabei nicht nur den Gasriesen, sondern auch seine Monde fotografiert. Als Voyager ein paar letzte Bilder aus der Ferne machte, erschien nun über dem Mond Io eine gewaltige schirmförmige Wolke.
Der Vulkanausbruch auf Io gilt bis heute als eine der überraschendsten Entdeckungen der Raumfahrtgeschichte. Sie hat gezeigt, dass der jupiternächste Mond keine lange erkaltete und verkraterte Welt ist, wie etwa der Mond der Erde. Io ist stattdessen eine Vulkan-Wunderwelt: Auf seiner Oberfläche brodeln über 250 Vulkane. Es gibt mehrere Lavaseen, von denen der größe 180 Kilometer misst. Und Aschewolken können schon mal ein Drittel seines Durchmesser überspannen.
Karl erzählt in dieser Podcastfolge, was seit 1979 über Io in Erfahrung gebracht wurde – und warum das für Planetenforscherinnen und -forscher heute immer interessanter wird: Denn die vulkanische Aktivität auf Io kann auch etwas über ferne Exoplaneten verraten und genauso über die frühe und vulkanisch aktive Geschichte der Erde und anderer unserer planetaren Nachbarn.
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- WP: Io Volcano Observer (englisch)
Quellen
- Fachartikel: S. Peale et al: Melting of lo by Tidal Dissipation, Science (1979)
- Fachartikel: N. Thomas: A comprehensive investigation of the Galilean moon, Io, by tracing mass and energy flows, Experimental Astronomy (2021)
- Fachartikel: G. Davies & A. Vorburger: Io’s Volcanic Activity and Atmosphere, Elements (2022)
- Fachartikel: D. Seligmann et al.: Potential Melting of Extrasolar Planets by Tidal Dissipation, The Astrophysical Journal (2024)
- Europlanet webinar: Volcanism on Io
- Linda Morabito-Kelly: The Stories Behind the Voyager Mission
- NASA: Juno Reveals Dark Origins of One of Jupiter’s Grand Light Shows
Episodenbild: NASA/JPL/DLR
Oh, „Orbitmechanik“, gibt es dazu schon eine Folge?
Wenn dir dazu mal eine gute Geschichte begegnet, melde dich gerne. 🙂
Die Irrungen und Wirrungen seit der antiken „Astronomie“ rund um die sog. Marsschleife vllt.? Und ich als wirklich absoluter Laie hab ja immer noch nicht das Grundlegenste begriffen, nämlich wieso sich Planeten und Monde und Trojaner und Asteroiden-Gürtel überhaupt um ein gravitatives Zentrum herum bewegen anstatt entweder einfach still zu stehen oder in das Zentrum reinzustürzen. Woher kommt die Bewegungsenergie für die Bewegung um Sonne oder Jupiter oder Saturn? Warum bleibt diese konstant? Wieso verbietet es eine „Orbitmechanik“, dass Io näher an Jupiter ist, obwohl die Gravitation so stark ist? So, all die Antworten in einer Geschichte rund um die Marsschleife, challenge accepted?
Wir haben das notiert, danke!
Das gilt ja wohl als eine Geo-Folge, denn die Geschichte wurde von Karl erzählt. Fragen, die ich hätte, kommen aber eher aus dem Bereich Astro…
Das eine ist die gebundene Rotation, die Io ja ebenso wie unser Mond aufweist. Die wird durch Gezeitenkräfte produziert (heißt ja auf English „tidal locking“). Was mich interessiert ist, ob es zur Einstellung einer gebundenen Rotation eine volatile Oberfläche braucht, also entweder geschmolzenes Material (wie das wohl beim Mond war) oder eine Menge Vulkanauswurf wie bei Io, der ja zunächst noch nicht fest mit dem Boden verbunden sein dürfte sondern entweder flüssig oder als Staub/Steine vorliegt. Vielleicht täte es auch ein flüssiger Kern? Dieser bewegliche Teil wird durch die Gezeitenkräfte etwas festgehalten und kann durch Reibung am festen Rest die Rotation solange verlangsamen, bis der Satellit dem Planeten immer dieselbe Seite zudreht. Wenn der gesamte Satellit fest ist, sehe ich nicht so ganz, wie die Abbremsung stattfinden kann. Ein starrer Körper würde vielleicht durch Abweichungen von der Kugelform lokal stärker angezogen und das Weiterrotieren der lokalen Erhöhung dadurch kurz verlangsamt, aber nach einer Umdrehung würde die Rotation wieder beschleunigt (weil die sich wieder nähernde Erhöhung stärker angezogen wird), so dass im Mittel keine Rotationsanpassung stattfinden sollte. Auch bei elastischen Deformationen durch Gezeitenkräfte würde ich aus Reversibilitätsgründen kein „tidal locking“ erwarten. Bei plastischen könnte ich mir das allerdings vorstellen. Die Frage ist also: braucht es einen flüssigen oder staubförmigen Teil des Satelliten, damit er sich irgendwann in gebundener Rotation dreht oder geht das auch bei durchwegs festen Begleitern?
Meine zweite Frage bezieht sich auf die 1:2:4 Resonanz. Bei der Planetenbewegung haben wir sowas ja auch mit Saturn und Jupiter, die in einer 2:5-Resonanz stehen. Sind solche Resonanzen zufällig oder entstehen sie systematisch und sind daher bei einem System mit so vielen Monden zwangsläufig zu erwarten? Führen sie letztlich zur Instabilität des Mondensystems? (Für die 2:5-Resonanz hat Laplace ja — in erster Näherung — bewiesen, dass sie die Stabilität unseres Planetensystems nicht zerstört.)
Meine letzte Frage: Jupiter hat ja unglaublich viele Monde (mehr als hundert?). Umkreisen die ihn alle in einer Ebene, oder gibt es auch ein paar, die in zur Jupiter-Ekliptik geneigten Ebenen ihre Bahn ziehen?
Danke für die Detailfragen. Wir denken gerade schon über eine Folge oder einen tiefergehenden Block im Geplänkel dazu nach. Stay tuned.