Das erste bodengestützte Infrarotspektrum von Jupiters Mond Amalthea zeigt, dass es sich weit entfernt von seinem aktuellen Standort gebildet haben muss. Dieses neue Ergebnis, das auf Beobachtungen mit dem Subaru-Teleskop und der NASA-Infrarot-Teleskopanlage eines Forscherteams des Nationalen Astronomischen Observatoriums Japans, der Universität von Hawaii und der Universität Tokio basiert, wirft ein neues Licht auf die turbulente Vergangenheit unseres Sonnensystems .
Planeten wie Erde und Jupiter bildeten sich aus der Scheibe aus Gas und Staub, die zum Zeitpunkt ihrer Geburt um die Sonne wirbelte. Felsige Planeten wie die Erde bildeten sich in der Hochtemperaturumgebung nahe der Sonne, während sich große gasförmige Planeten wie Jupiter in den weiter entfernten kühleren Regionen bildeten. In ähnlicher Weise hatte Jupiter, der größte Planet im Sonnensystem, wahrscheinlich eine eigene Scheibe aus Gas und Staub. Die vier von Galileo entdeckten Jupitermonde (Io, Europa, Ganymede und Callisto) wurden wahrscheinlich von dieser Scheibe geboren.
Zusätzlich zu den galiläischen Monden hat Jupiter zwei weitere Arten von Satelliten: vier kleine innere Monde, die den Jupiter in der Umlaufbahn von Io, dem innersten galiläischen Satelliten, umkreisen, und mindestens fünfundfünfzig kleine äußere Monde außerhalb der Umlaufbahn von Callisto, dem äußersten Galiläischer Satellit. Alle äußeren Satelliten haben verräterische Umlaufbahnen, die zeigen, dass sie während oder nach der Entstehung des Planeten und seiner größeren Monde von Jupiter gefangen genommen worden sein müssen.
Der Ursprung der vier kleinen inneren Monde bleibt jedoch ein Rätsel. Sie haben Umlaufbahnen, die mit der Hypothese vereinbar sind, dass sie sich wie die galiläischen Monde in der Umlaufbahn um Jupiter gebildet haben. Andererseits ähneln ihre kleinen unregelmäßigen Formen und ihr vergleichsweise geringes Reflexionsvermögen und ihre geringe Dichte Asteroiden und legen nahe, dass sie genau wie die äußeren Monde von Jupiters Gravitationskraft erfasst wurden.
Das Rätsel bleibt aufgrund der Herausforderung bestehen, Jupiters kleine innere Monde von der Erde aus zu beobachten. Die Monde sind klein und daher schwach und werden durch den hellen Glanz des Jupiter verdeckt. Obwohl die Raumsonden Voyager und Galileo der NASA detaillierte Bilder von Jupiters kleinen inneren Monden aufgenommen haben, waren diese Daten nicht ausreichend, um die Frage nach ihrer Herkunft zu lösen.
Naruhisa Takato vom National Astronomical Observatory of Japan und seine Mitarbeiter haben nun erfolgreich das erste Infrarotspektrum von zwei kleinen inneren Monden Jupiters, Amalthea und Thebe, erhalten. Um ein Spektrum über einen weiten Bereich von Infrarotwellenlängen zu erhalten, kombinierte die Gruppe die Stärken zweier Instrumente auf zwei Teleskopen auf dem Gipfel von Mauna Kea, Hawaii. Für die hochauflösende Spektroskopie bei Wellenlängen von mehr als 3 & mgr; m verwendete die Gruppe die Infrarotkamera und den Spektrographen am Subaru-Teleskop. Für kürzere Wellenlängen verwendete die Gruppe SpeX auf der NASA IRTF, die eine breite Wellenlängenabdeckung aufweist.
Das neue Spektrum von Amalthea zeigt die charakteristischen Signaturen von Wasser. Der wahrscheinlichste Ort dieses Wassers ist Wasser, das wasserhaltige Mineralien enthält. Solche Mineralien bilden sich typischerweise in Umgebungen mit niedrigen Temperaturen, was die Möglichkeit ausschließt, dass sich Amalthea in der Umgebung mit hohen Temperaturen in Jupiters unmittelbarer Nachbarschaft gebildet hat, während sich der Planet bildete und wo Amalthea
jetzt ist.
Wenn sich Amalthea nicht in der Nähe seines heutigen Standorts gebildet hat, woher kam es dann? Die Oberfläche von Amalthea ähnelt Regionen von Callisto, die nicht mit Eis bedeckt sind. Dies deutet darauf hin, dass Amalthea einer der vielen kleinen „Mikrosatelliten“ gewesen sein könnte, die den Jupiter umkreisen und bei der Bildung der galiläischen Monde in eine innere Umlaufbahn gesaugt wurden. Das Spektrum von Amalthea weist jedoch Ähnlichkeiten mit Asteroiden auf, die die Sonne umkreisen, was darauf hindeutet, dass es sich um einen „Mikroplaneten“ handelt, der in die Jupiter-Umlaufbahn gezogen wurde, als sich Jupiter selbst bildete.
Takato sagt: "Obwohl wir glauben, dass Jupiters Monde sich als eine Ansammlung vieler kleinerer Körper gebildet haben, haben wir bis jetzt kein Beispiel für die ursprünglichen Bausteine eines Planetenmondes gefunden, so wie wir Planeten aus" Planetesimalen "denken. Unsere Ergebnisse bestätigen jedoch das Argument, dass Amalthea eines der wenigen verbleibenden Teile des Materials ist, das die galiläischen Monde gebildet hat. Amalthea ist möglicherweise in einer Umlaufbahn in der Nähe des Jupiter gelandet, anstatt sich in einen größeren Mond oder Jupiter selbst zu integrieren. In diesem Fall wäre Amalthea das erste bekannte Beispiel für ein „Satellitesimal“. “
Ursprüngliche Quelle: Subaru-Pressemitteilung
