Beobachtungen der 4 grossen Jupitermonde mit dem Feldstecher

[ralfkannenberg]

Hallo zusammen,

ich mache mal einen Thread für die 4 Jupitermonde auf; die neue Saison hat nun begonnen und mit der vierten Beobachtung in der neuen Saison ist es mir nun auch gelungen, den innersten der vier grossen Jupitermonde erstmals in der neuen Saison zu sehen, nach Ganymed schon am 1.Juni, möglicherweise Kallisto am 8.Juni bei allerdings sehr "poor" Sichtbedingungen; vorgestern waren Kallisto und Ganymed links und Europa rechts vom Jupiter zu sehen und heute anstelle der Europa, die nun hinter dem Jupiter steht, eben Io, wobei sich Kallisto wieder dem Jupiter annähert.

Die beiden am einfachsten beobachtbaren Monde sind der hellste Mond Ganymed sowie der dritthellste Jupitermond Europa, auch wenn die Europa der kleinste der vier ist - etwas kleiner als unser Erdmond, während Io etwas grösser als der Erdmond ist und Kallisto so gross wie der Merkur und Ganymed sogar grösser als der Merkur ist - so ist Europa nur 1/10 mag schwächer als Io, aber die Europa kann sich weiter vom Jupiter entfernen, so dass man Io freihändig meist nur dann sehen kann, wenn sie in Elongation vom Jupiter ist.

Der vierte im Bunde, Kallisto, ist ein dunkler Mond und gerade jetzt, wo man den Jupiter in der Morgendämmerung aufsuchen muss, ist seine schwächere Helligkeit noch ein Problem, dafür hat Kallisto den Vorteil, dass sie die meiste Zeit weit vom Jupiter entfernt steht.

So weit übrigens, dass er einigen der ersten Beobachter der Jupitermonde, die ja von mehreren Beobachtern unabhängig voneinander entdeckt worden sind, gar nicht aufgefallen ist, weil er ausserhalb der damals sehr kleinen Gesichtsfelder der ersten Fernrohre stand.

Ach ja, noch ein (etwas peinlicher) Tipp: trotz guter Suchtbedingungen waren die Monde ungewöhnlich schwer zu erkennen, ehe ich auf die Idee kam, den Staub auf den Linsen, der sich seit Anfang Februar, als der Jupiter von der Sonne eingeholt wurden, dort angesammelt hatte, wegzuwischen ...


Freundliche Grüsse, Ralf

[ralfkannenberg]

Hallo zusammen,

ich muss zugeben, dass auch ich mich während Jahrzehnten nicht weiter für die Jupitermonde interessiert habe; frühzeitig habe ich sie selber als Jugendlicher im Feldstecher gesehen, mit Spannung auf die tollen Bilder der Voyager- und der Galileo-Missionen gewartet, war vom Aussehen von Io überwältigt, vom Aussehen Europas irgendwie verblüfft und vom Aussehen Ganymeds - immerhin dem grössten Mond unseres Sonnensystems enttäuscht, der sah ja fast so aus wie unser Erdmond. Und das harsche Aussehen von Kallisto erinnerte auch mehr an unseren Erdmond, nur mit einer noch höheren Kraterdichte.

Gewiss, wenn da der Jupiter am Himmel stand, ich einen Feldstecher dabei hatte und gerade nichts besseres zu tun wusste habe ich schon zu den Monden geschaut, aber das war es dann auch schon, ich habe dann auch nicht geschaut, welcher Lichtpunkt welcher Mond war.


Das änderte sich erst, als ich einen Artikel zur Mondentstehung anhand der Arbeit Origin of Europa and the Galilean Satellites von Canup und Ward, die etwas besser verständlich z.B. hier zusammenfassend dargestellt wird, in einem (vor 2 Jahren geschlossenen) Jugendforum verfassen wollte. Das Thema erschien mir für dieses Auditorium allerdings als zu heavy und deswegen wollte ich vorgängig einen Beitrag mit dem geschichtlichen Abriss über die Entdeckung der Monde unseres Sonnensystems erstellen.

Und da mir das aufgrund der grossen Anzahl Monde immer noch zu unübersichtlich erschien dachte ich mir, ich fang mal mit den vier grossen Jupitermonden an und schreibe einen Artikel über diese. Zumal die geneigte Leserschaft hier eben auch den Bezug hat, dass man diese einfach selber im Feldstecher beobachten kann - das Schöne ist hier ja, dass die Äquatorialebene des Jupiter nur minimal zur Ekliptik geneigt ist, so dass die vier grossen Jupitermonde von der Erde aus gesehen immer in einer Linie stehen. Zudem sind sie so hell, dass sich nur selten ein Hintergrundstern vergleichbarer Helligkeit in ihre Nähe gesellt und für Verwirrung sorgen könnte, und wenn dann typischerweise auch nur in der Helligkeit von Kallisto, also 6 mag.

Na ja, und wenn ich da schon "kluge" Sachen vorstelle, ist es immer gut, sich das Ganze zuvor mal ein bisschen gründlicher selber anzuschauen, und auf diese Art und Weise bin ich dazu gekommen, bei jeder Gelegenheit die Jupitermonde anzuschauen und konnte damit auch endlich nachvollziehen, was die Astronomiebücher meiner Kindheit mit der Wortwahl "Tanz der Jupitermonde" gemeint haben. Besonders wenn der Jupiter in Opposition steht und die ganze Nacht beobachtbar ist kann man dann innert weniger Stunden sehen, wie sie sich untereinander weiterbewegen.

Und da die Tabellen im Himmelsjahr oder im SuW meist schwer lesbar sind, weil sie so klein sind, habe ich mir angewöhnt, selber zu erraten, welcher Mond welcher ist, die Beobachtung aufzuschreiben und dann erst hinterher, sonst sieht man das, was man zu sehen erwartet, im Calsky, das leider kurz nach dem Jugendforum ebenfalls abgeschaltet wurde, meine Beobachtung zu überprüfen. Inzwischen überprüfe ich das ganze auf Jupiter - Astronomie.de, wobei man noch beachten muss, dass die Minutenangaben nicht berücksichtigt werden. 21:55 Uhr schaut man also mit Vorteil bei 22 Uhr nach, sonst sieht man die Positionen von 21 Uhr. Meist spielt das keine Rolle, aber dann, wenn sich da zwei Monde gerade gegenseitig überholen, eben schon, wobei es sich hier lohnen kann, den Feldstecher auf ein Stativ zu montieren. Aber das mach tes schon wieder umständlich, denn den Feldstecher kann ich zwanglos mitnehmen und dann unterwegs beobachten, ein Stativ muss man mit sich herumschleppen und dann auch noch eine Sitzgelegenheit suchen oder einen Campingstuhl mitnehmen, da öffentliche Sitzgelegenheiten oft in der Nähe von Strassenlaternen sind.


Freundliche Grüsse, Ralf

[ralfkannenberg]

Hallo zusammen,

wollen wir nun etwas über die Beobachtungen selber anschauen. Die Grössenverhältnisse habe ich bereits angesprochen: Ganymed und Kallisto ungefähr in Merkurgrösse, Io und Europa ungefähr in Erdmondgrösse. Die angeblich so kleine Europa ist übrigens ein sehr grosser Mond und gleich nach dem Erdmond der sechstgrösste Mond unseres Sonnensystems. Und nach der Europa kommt da erst mal gar nichts mehr; übrigens ist auch die Europa deutlich grösser als der frühere 9.Planet Pluto. Der zweitgrösste Mond unseres Sonnensystems ist übrigens der grosse Saturnmond Titan, die fast so gross wie Ganymed ist und sogar eine dichte Atmosphäre hat.

Die meisten regulären Monde unseres Sonnensystems sind übrigens Eismonde, lediglich der Erdmond (der kein regulärer Mond ist !) sowie die beiden inneren Galilei'schen Monde Io und Europa sind Gesteinsmonde. Man kann das ganz gut an ihrer Dichte erkennen.

Bei Europa muss man noch mit der Sprache etwas aufpassen, denn im Englischen werden Eismonde als "icy moons" bezeichnet, und das bedeutet nicht, dass sie vorwiegend aus Eis bestehen, sondern dass sie vereist sind, d.h. einen Eispanzer haben. Und das wiederum trifft auf Europa natürlich zu. Sie ist somit das Paradebeispiel für einen Eismond, ohne selber einer zu sein, aber ein "icy moon" ist sie natürlich.

Der innerste der vier ist Io, sie hat eine Umlaufzeit von fast 2 Tagen, so dass sie grob gesprochen täglich die Seite wechselt: heute rechts, morgen links, das kann man sich ganz einfach merken. Allerdings dauert so ein Seitenwechsel genau genommen nur 21 Stunden, so dass sie nach einiger Zeit keineswegs von rechts nach links wechselt, sondern von vorne nach hinten; dann kann man sie natürlich gar nicht sehen. Auch wenn Io ein naher Jupitermond ist, so ist sie etwas weiter vom Jupiter entfernt als der Erdmond von der Erde entfernt ist.

Io, Europa und Ganymed befinden sich in einer 1:2:4-Resonanz, d.h. wenn Ganymed einmal den Jupiter umläuft, dann umläuft Europa den Jupiter zweimal und Io den Jupiter viermal. Während der Erdmond unsere Erde einmal pro Monat umrundet, so dass man also eine Woche nach Neumond dann den zunehmenden Halbmond sieht, noch eine Woche später den Vollmond und eine weitere Woche später den abnehmenden Halbmond und dann eine Woche später wieder den Neumond, so macht die Europa für einen Beobachter auf dem Jupiter dasselbe im Erdtages-Rhythmus (nicht im Jupiter-Tagesrhythmus): Neu-Europa, dann einen Erdentag später zunehmende Halb-Europa, dann noch einen Erdentag später Voll-Europa und noch einen Erdentag später abnehmende Halb-Europa und dann schliesslich wieder Neu-Europa. Auch das kann man sich ganz gut merken. Von der Erde aus gesehen bedeutet das: Tag 1 vor dem Jupiter, Tag 2 rechts vom Jupiter, Tag 3 hinter dem Jupiter und Tag 4 links vom Jupiter. Allerdings dauert diese "Erdtages-Periode" wie bei Io nicht 24 Sunden, sondern nur 21 Stunden. So kann es dann durchaus passieren, dass Europa an zwei Tagen in Folge am selben Ort zu stehen scheint, dann die Seite wechselt und erneut an zwei Tagen in Folge am selben Ort zu stehen scheint. In Wirklichkeit steht sie dann beispielsweise rechts vorne vom Jupiter, einen Tag später rechts hinten vom Jupiter dann einen Tag später links hinten vom Jupiter und noch einen Tag später links vorne vom Jupiter. Von solchen Sachen darf man sich also nicht verwirren lassen.

Mit ein bisschen Übung kann man so die Positionen von Io und Europa ganz gut voraussagen.

Zwar dauert ein Umlauf von Ganymed nur doppelt solange wie ein solcher der Europa, doch ist dieser 8-Tages-Wechsel unhandlich und ich habe ihn noch nie als hilfreich empfunden. Allerdings ist Ganymed hell und somit an seiner Helligkeit meist gut zu erkennen, nur Europa "at its best", d.h. in Elongation, kann gleich hell wie Ganymed erscheinen, wenn sich Ganymed gleichzeitig etwas ungünstiger in der Nähe des Jupiters aufhält, wo Io normalerweise steht. Io (5.1 mag) und Europa (5.2 mag) sind etwa eine halbe Grössenklasse schwächer als Ganymed (4.6 mag).

Kallisto (6.1 mag) schliesslich ist der am wenigsten Helle der vier und befindet sich die meiste Zeit "weit" vom Jupiter entfernt, so dass sie eigentlich auch ganz einfach identifizierbar ist, wenn man sie sehen kann. Die Jupitermonde erreichen die Helligkeit der Plejaden und man könnte sie mit Ausnahme von Kallisto problemlos von blossem Auge erkennen, doch überstrahlt sie der helle Jupiter von blossem Auge, so dass man einen Feldstecher benötigt, um die Monde vom Jupiter trennen zu können. "Weit entfernt" heisst rund doppelt so weit entfernt wie Ganymed in Elongation. Man kann das in "Millimetern" schätzen: Io ist meist 1-2 mm vom Jupiter entfernt, Europa 2-3 mm, Ganymed rund 4 mm und Kallisto rund 7 mm. Man beachte hierbei allerdings, dass der Jupiter im Feldstecher ein grösseres Areal überstrahlt als er gross ist. Dadurch scheinen die Monde näher am Jupiter zu stehen als sie wirklich sind; vor allem bei Io und Europa spielt das eine Rolle, wenn man ihren Abstand vom Jupiter schätzen möchte; insbesondere kann man sie im Lichtkegel des Jupiter nicht erkennen.


Freundliche Grüsse, Ralf

[SFF-TWRiker]

Der wiki-Artikel zu den Galileischen Monden ist mMn recht gut gelungen. Dort ist auch der link zu Jovilabrium interessant.
Vor einer Überarbeitung des Artikels gab es da auch eine Animation zu den Bewegungen der 3 inneren Monde um Jupiter.
Da konnte man sehen, dass nie die 3 Monde auf einer Seite in einer Linie waren, was wohl dazu führt, dass die Bahnen stabil sind,

[ralfkannenberg]

Der wiki-Artikel zu den Galileischen Monden ist mMn recht gut gelungen.

Hallo SFF-TWRiker,

da bin ich (leider) anderer Meinung. Wir sind uns auf der Wikipedia immer noch nicht einig, ob Europa ein Eismond ist, d.h. wir können uns über die Definition eines Eismondes nicht einigen, da das englische Pendent des Wortes, "icy moon", eine andere Bedeutung hat (s.o.).

Und wir sind uns nicht einig über den bzw. die Entdecker der Monde. Ich wollte das ergänzen, aber es wurde revertiert und ich hatte keine Lust auf einen Edit-War.

An dieser Stelle nur so viel: der grosse Galileo Galilei war sich nicht zu schade dafür, den wissenschaftlichen Ruf des deutschen Entdeckers zu zerstören und obwohl dieser sterbenskrank war und sich nicht verteidigen konnte (und kurz darauf auch verstorben ist) noch nachzutreten. Erst 300 Jahre später wurde der deutsche Entdecker dann rehabilitiert. Und dann gibt es auch noch einen englischen Astronomen, der als Entdecker der Monde - zumindest von dreien von ihnen, da Kallisto ausserhalb des Sichtfeldes seines Fernglases war, in Frage kommt.


Freundliche Grüsse, Ralf

[ralfkannenberg]

Hallo zusammen,

heute standen die Jupitermonde wirklich einmal günstig, so dass man sie ganz einfach zuordnen konnte:

Europa rechts, wohl in Elongation, so dass sie weiter weg stand als sich Io (heute Nacht auf der anderen Seite) je vom Jupiter entfernen kann, d.h. die beiden konnte man gut zuordnen, und trotz günstiger Stellung und entsprechender guter Helligkeit konnte man heute Europa auch nicht mit Ganymed verwechseln, denn der stand etwas weiter rechts von der Europa und war da auch nicht zu übersehen. Das ganze leider erst um 4:40 Uhr MESZ in schon recht fortgeschrittener Dämmerung, zwar konnte ich kurz einen kleinen Lichtpunkt deutlich links von Io erahnen (etwas weiter vom Jupiter entfernt als auf der anderen Seite Ganymed), das aber als "Sichtung" zu bezeichnen wäre nun doch etwas gar viel des Guten, auch wenn (wie sich hinterher herausgestellt hat) Kallisto tatsächlich dort gestanden ist.

Aber da müsste ich den Wecker stellen, d.h. von alleine wache ich nicht so früh auf, dass man Kallisto noch gut erkennen könnte. Io links und Europa und Ganymed rechts indes waren gut erkennbar.


Freundliche Grüsse, Ralf

[ralfkannenberg]

heute standen die Jupitermonde wirklich einmal günstig, so dass man sie ganz einfach zuordnen konnte:

Hallo zusammen,

damit war eigentlich ziemlich klar, was man heute nacht erwarten konnte und dieses Mal wachte ich gegen 3:30 Uhr MESZ auf: Io wechselt ja ~ täglich die Seite (genauer: 21-stündlich) und sollte heute somit innerhalb des eher trägen Ganymeds, der nach wie vor rechts des Jupiters zu erwarten war, stehen - das war auch beides der Fall, und Europa wechselt wie der Erdmond wöchentlich vom Jupiter aus gesehen erd-täglich (ebenfalls 21-stündig) die Phasen, d.h. Europa sollte heute nach gestriger rechter Elongation nun hinter dem Jupiter stehen, möglicherweise schon etwas weiter gezogen.

Genau das war dann auch der Fall, im aufgrund etwas diesiger Bedingungen Lichtkegel des Jupiters war Europa zu erkennen. Allerdings bekam sie noch "Verstärkung" von Kallisto, die nun wieder die Seite wechselt und dabei nahe der Europa vorbeizog.

Vom Jupiter aus gesehen sah man also gestern früh eine zunehmende Halb-Europa und heute früh eine Voll-Europa.


Freundliche Grüsse, Ralf

[ralfkannenberg]

Hallo zusammen,

tja, und so kann man sich irren. Dabei schien der Fall klar: links Ganymed, klar erkennbar an seiner Helligkeit, rechts io und weiter rechts Europa, gleichhell und Europa wieder in Elongation, deswegen konnte das nicht Io sein.

Doch hätte ich gewarnt sein müssen: zum einen war es um 3 Uhr, d.h. noch schön dunkel, aber der Jupiter eben auch noch nicht so hoch und etwas diesig in einem Lichtkegel, der bis zum näheren rechts stehenden Mond reichte. Und dieser war nicht Io, sondern Europa, keineswegs in Elongation, und der weiter rechts war Kallisto, zwar offiziell weniger hell, aber ausserhalb des Lichtkegels des Jupiters eben gleich hell erscheinend wie Europa in diesem Lichtkegel.


Freundliche Grüsse, Ralf