Amalthea

Jupiter V

Zentralkörper: Jupiter
Mittlere Entfernung: 181.400 km
Rang (von innen): 3.
Umlaufzeit: 11 Stunden, 57 Minuten
und 22 Sekunden
Umlaufrichtung: rechtläufig (gegen den Uhrzeigersinn)
Bahnneigung: 0,380°
Bahngeschwindigkeit: 95.362 km/h (26,48 km/s)
Rotationszeit: 11 Stunden, 57 Minuten
und 22 Sekunden
Rotationsrichtung:

rechtläufig (gegen den

Uhrzeigersinn)

Achsenneigung:
Masse: 2.068.162.437.674.130.000 kg
Fläche: 87.510,98 km²
Äquatordurchmesser: 166,9 km
Äquatorumfang: 524,3 km
Volumen: 2.434.264 km³
Gravitation: 0,020 m/s²
Exzentrizität: 0,0032
Dichte: 0,849 g/cm³
Entdecker: Edward Emerson Barnad
Entdeckungsdatum: 9. September 1892
Entdeckungsort: Lick-Observatorium, Mount
Hamilton, Kalifornien, USA
Amalthea moon Voyager 1
Farbansicht von Voyager 1 am 5. März 1979 aus einer Entfernung von 705.851 Kilometern. Sie wurde von der linken Seite beleuchtet.

Amalthea ist ein rötlicher, kartoffelförmiger Mond des Jupiter und kreist innerhalb des äußeren Rands des Amalthea-Gossammer-Rings um ihn. Sie ist ein unregelmäßig geformter Himmelskörper und weist ein sehr verkraterte Oberfläche auf. Sie ist nach den vier Galileischen Monden der fünfte entdeckte Jupitermond und der letzte Mond, der durch visuelle Teleskopbeobachtung entdeckt wurde.

Amaltheas mittlerer Durchmesser beträgt 167 km. Ihr größter Durchmesser (250 km) ist gegenüber ihrem kleinsten Durchmesser (128 km) um 122 km größer. Diese Differenz ist bei keinem anderen Mond des Sonnensystems so groß wie bei ihr. Amalthea misst von Pol zu Pol 128 Kilometer.

Bild: NASA/Calvin J. Hamilton [Quelle]

Größenvergleich zwischen Amalthea, der Erde, dem Mond, Io und dem Kontinent Europa.
Größenvergleich zwischen Amalthea, der Erde, dem Mond, Io und dem Kontinent Europa.

  

Bild:

Montage vom Mondlexikon

Amalthea/Io: NASA/JPL/Ted Stryk [Quelle]

          Erde/Mond: NASA/JPL/JHUAPL/STScI/Jason Perry/Mattias Malmer/Ted Stryk. Montage by Emily Lakdawalla. [Quelle]

          Europa (Kontinent): d-maps.com [Quelle]


Abb. 3: Aufnahme durch Galileo am 6. November 1997 um 13:00:17 UTC (29 Sekunden Belichtungszeit).
Abb. 3: Aufnahme durch Galileo am 6. November 1997 um 13:00:17 UTC (29 Sekunden Belichtungszeit).

Amalthea ist, mit einer Ausdehnung von 250 km × 146 km × 128 km, der sechstgrößte Mond von Jupiter. Ähnlich wie bei Io gibt Amalthea mehr Wärme ab, als sie von der Sonne bekommt. Dies könnte auf elektrische Ströme zurückzuführen sein, die bei der Bewegung der Monde durch Jupiters Magnetfeld verursacht werden. Amalthea ist etwa 10% dunkler als die großen vier Galileischen Monde.

 

Wie lange das Licht zu Amalthea braucht ist abhängig von der Entfernung zur Sonne. Wenn sie sich am nächsten Punkt zur Sonne befindet, etwa 589.000.000 Kilometer, dann beträgt die Lichtlaufzeit eine halbe Stunde. Beim sonnenentferntesten Punkt, etwa 968.000.000 Kilometer, benötigt das Lichte eine ganze Stunde.

Bild: NASA/JPL-Caltech [Quelle]

ZUSAMMENFASSUNG

  • Größter Mond der Amalthea-Gurppe
  • Rötestes Objekt unseres Sonnensystems
  • Letzte optische Entdeckung eines Mondes
  • Größtes Äquaotr- und Poldurchmesser-Verhältnis
Größenvergleich zwischen den inneren Monden und Bayern (Fotomontage).
Größenvergleich zwischen den inneren Monden und Bayern (Fotomontage).

Bild: NASA/d-maps.com Montage by Mondlexikon [Quelle NASA | [Quelle d-maps.com]

Entdeckung und Benennung

Am 9. September 1892, 282 Jahre nach der Entdeckung der Galileischen Monde von Galileo Galilei, entdeckte der Amerikaner Edward Emerson Barnard mit Hilfe eines 91-cm-Fernrohrs am Lick-Observatorium einen fünften Jupitermond. Das war die letzte optische Entdeckung. Erst ab 1904 wurden weiterere Jupitermonde entdeckt, jedoch mit Hilfe von fotografischer Aufnahmen.

 

Eine Zeit lang wurde Amalthea als Jupiter V, als fünften Jupitermond, bezeichnet. Bald schlug der französische Astronom Camille Flammarion schlug den Namen Amalthea vor, nach der Nymphe Amaltheia, doch Edward E. Barnard wollte keinen Namen vorschlagen. Der Name Amalthea blieb inoffiziell bis die Internationale Astronomische Union, kurz IAU, am 7. Oktober 1975 den Namen offiziell übernahm.

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Rotation und Umlaufbahn

Amalthea benötigt 11 Stunden, 57 Minuten und 22 Sekunden für einen Umlauf um Jupiter. Amalthea bewegt sich, bei einer Exzentrizität von 0,0032, fast perfekt kreisförmig um Jupiter. Der Umfang ihrer Umlaufbahn beträgt 1.139.766,90 Kilometer. In der gleichen Zeit, in der sie Jupiter umläuft, rotiert Amalthea auch, was zu einer gebundenen Rotation führt. Dadurch zeigt sie einem Beobachter auf dem Jupiter immer die gleiche Seite, genauso wie bei unserem Mond.

Oberfläche und Aufbau

„Eine rote Kartoffel im All“

Amalthea weist eine sehr dunkle, tiefrot gefärbte Oberfläche mit einer Albedo 0,09 auf. Dies führt dazu, dass nur 9% des Sonnenlichts von ihr reflektiert werden. Die rötliche Farbe Amaltheas kommt durch Ablagerungen von Schwefelstaub zustande, der wahrscheinlich ursprünglich von dem Nachbarmond Io stammt, wo er von den dortigen Vulkanen in den Weltraum geschleudert wurde. Dies betrifft auch die restlichen inneren Monde.

 

Auf Amaltheas größeren Hängen befinden sich außerdem helle grüne Flecken, deren Herkunft derzeit jedoch unbekannt ist.

 

https://twitter.com/jccwrt/status/1090050777127751680

https://twitter.com/JPMajor/status/981578874671783936

SCHON GEWUSST?


Seit der Erforschung im Jahre 1979 durch die Voyager-Sonden gilt Amalthea als rötestes Objekt im Sonnensystem – diese Ehre war zuvor dem Planeten Mars zugekommen.
Barnard wusste bei ihrer Entdeckung 1892 noch nicht, wie einzigartig Amalthea sein würde.
Abb. 8: Amalthea wirft einen Schatten auf Jupiter und verursacht eine Sonnenfinsternis. Das Phänomen wurde von der Sonde Juno am 1. Oktober 2017 aus 3.858 Kilometern Entfernung zu Jupiter, aufgenommen.
Abb. 8: Amalthea wirft einen Schatten auf Jupiter und verursacht eine Sonnenfinsternis. Das Phänomen wurde von der Sonde Juno am 1. Oktober 2017 aus 3.858 Kilometern Entfernung zu Jupiter, aufgenommen.

Amalthea ist stark mit Kratern übersät, von denen manche im Verhältnis zur Mondgröße gigantisch sind. Der größte Krater, Pan, hat einen Durchmesser von 90 km und ist mindestens 8 km tief. Ein anderer Krater, Gaea, misst 75 km im Durchmesser und ist wahrscheinlich doppelt so tief wie Pan. Sollte Gaea tatsächlich eine Tiefe von 16 km haben, so wäre der Krater wohl der im Verhältnis zum Durchmesser tiefste Krater im Sonnensystem. Das wäre wie ein 1.220 km tiefer Krater auf der Erde.

 

Amaltheas zu Jupiter zugewandte Seite ist um 30% heller, als die zu Jupiter abgewandte.

 

Das liegt mit der gebundenen Rotation und Ios Schwefelspuckende Vulkanen im Zusammenhang. Da Amalthea Jupiter immer das gleiche Gesicht zeigt, wird diese Seite nicht so sehr von den Schwefelpartikeln getroffen, dagegen wird fast ausschließlich die andere Hemisphäre getroffen.

 

Abb. 9: Infrarot-Aufnahme der NSFCam von Jupiter. Zu sehen sind die Ringe des Jupiter, sowie Amalthea (links) und Metis (rechts) als kleine Flecken. © NASA Astronomy Picture of the Day
Abb. 9: Infrarot-Aufnahme der NSFCam von Jupiter. Zu sehen sind die Ringe des Jupiter, sowie Amalthea (links) und Metis (rechts) als kleine Flecken. © NASA Astronomy Picture of the Day

Amalthea weist eine sehr geringe Dichte von nur 0,849 g/cm3 auf. Das spricht für einen porösen Aufbau aus Wassereis. Es wird vermutet, dass Amalthea auf Wasser schwimmen würde, da Wasser eine höhere Dichte besitzt.

 

Es wird angenommen, dass es sich bei Amalthea um ein "zugelaufenes" Objekt handelt. Jupiter soll sie, wegen seiner großen Gravitationskraft, zu sich geleitet haben.

 

Da Amalthea früher wahrscheinlich im Asteroidengürtel entstand, wurde sie dort von kleineren Brocken "bombardiert". Diese Hinsicht wäre auch typisch für ihr Aussehen. 

 

3D-Modell von Amalthea

3D-Modell von Amalthea für den 3D-Drucker

 

Abb. 38: Animation der Vorbeizüge von Amalthea und Thebe über Jupiter innerhalb einer halben Stunde, aufgenommen am 24. Januar 2015 von Hubble. Die weißen Pfeile zeigen die Monde, die schwarzen zeigen die Schatten. © HST WFC3/UVIS
Abb. 38: Animation der Vorbeizüge von Amalthea und Thebe über Jupiter innerhalb einer halben Stunde, aufgenommen am 24. Januar 2015 von Hubble. Die weißen Pfeile zeigen die Monde, die schwarzen zeigen die Schatten. © HST WFC3/UVIS

Oberflächenmerkmale

Auf Amalthea gibt es vier große benannte Oberflächenmerkmale. Diese Merkmale tragen Namen aus der antiken griechischen Mythologie, zu Ehren von Göttern oder Orten. Sie werden in zwei Gruppen eingeteit:

  • Krater
  • Faculae

Krater

Auf Amalthea gibt es zwei große Krater:

Name: Durchmesser: Namensgebung: Namensgeber: Koordinaten:
Pan 100 km 1979 Hirtengott Pan 80° 0′ 0,72″ S, 89° 59′ 35,16″ W
Gaea 80 km 1979 Erdgöttin Gaia 55° 0′ 0″ N, 35° 0′ 0″ E

Faculae

Als Faculae (Einzahl: Facula) bezeichnet man unter anderem auch auf der Sonne Gebiete, die eine erhöhte Helligkeit aufweisen. So auch bei anderen Himmelskörpern im Sonnensystem. In dem Fall sind es zwei Berge die ungewöhnlich hell erscheinen:

Name: Länge/Höhe: Namensgebung: Namensgeber: Koordinaten:
Ida Facula 50 km / 20 km 1979 kretischer Berg Ida (Psiloritis) 17° 0′ 0″ N, 174° 0′ 0″ E
Lyctos Facula 50 km / 25 km 1979 kretische Stadt Lyktos 7° 0′ 0″ N, 172° 0′ 0″ E
Bearbeitete 3-Farben-Aufnahme von Voyager 1 am 4. März 1979 mit einer Belichtungszeit von 1 Sekunden aus einer Entfernung von 425.010 km. Amalthea ist in diesem Bild etwa 170 Kilometer lang und 130 Kilometer hoch.
Bearbeitete 3-Farben-Aufnahme von Voyager 1 am 4. März 1979 mit einer Belichtungszeit von 1 Sekunden aus einer Entfernung von 425.010 km. Amalthea ist in diesem Bild etwa 170 Kilometer lang und 130 Kilometer hoch.

Bild: NASA/NSSDCA

Abb. 11: Aufnahme von Voyager 1 am 6. November 1997 um 08:36:15 UTC (39 Sekunden Belichtungszeit) aus einer Entfernung von 650.000 Kilometern.
Abb. 11: Aufnahme von Voyager 1 am 6. November 1997 um 08:36:15 UTC (39 Sekunden Belichtungszeit) aus einer Entfernung von 650.000 Kilometern.

Amalthea-Gruppe

Als Amalthea-Gruppe bezeichnet man die vier ersten Monde von Jupiter, die "inneren" Monde. Da Amalthea das größte Mitglied ist, wurde diese Gruppe nach ihr benannt. Das ist auch bei anderen Mondgruppen der Fall. Namensgeber mancher Gruppen sind auch Pasiphae,  Ananke oder Carme.

Familienporträt (Montage) der Amalthea-Gruppe. Von links nach rechts: Metis, Adrastea, Amalthea und Thebe.
Familienporträt (Montage) der Amalthea-Gruppe. Von links nach rechts: Metis, Adrastea, Amalthea und Thebe.

Bild: NASA/JPL-Caltech [Quelle]

Amaltheas Monde

Aufnahme von Galileo am 3. Januar 2000 um 14:43:28 UTC (16 Sekunden Belichtungszeit) aus einer Entfernung von 237.700 Kilometern.
Aufnahme von Galileo am 3. Januar 2000 um 14:43:28 UTC (16 Sekunden Belichtungszeit) aus einer Entfernung von 237.700 Kilometern.

Einige Forscher entdeckten in der Nähe von Amalthea sieben oder neun mysteriöse Objekte, die möglicherweise um den Jupitermond kreisen. Wenn diese Vermutung stimmt, wäre dies eine Sensation, weil bisher noch keine Trabanten um einen Mond entdeckt wurde.

Die Objekte wurden von der Raumsonde Galileo als Lichtblitze wahrgenommen, als diese im September 2002 nahe an Amalthea vorbei flog. Allerdings ist es möglich, dass zwei Lichtblitze auf identische Objekte zurück zu führen sind, daher die Unsicherheit, ob es sieben oder neun Objekte waren.

Die kleinsten der gefundenen Objekte sollen etwa 10 Meter groß sein, während die größten immerhin einige Kilometer Durchmesser hatten. Die Daten sind noch nicht ganz ausgewertet, sodass es noch Unsicherheiten gibt was die Größe der einzelnen Objekte betrifft und auch die Genauigkeit der Umlaufbahnen. Ebenso ist deren Herkunft noch unklar.

Eine Möglichkeit wäre, dass diese mysteriösen Objekte durch Kollisionen von Amalthea mit einem anderen Himmelskörper freigesetzt worden sind. Zum Beispiel mit einem Zusammenstoß eines anderen Mondes. Grundbedingung für einen halbwegs stabilen Orbit um Amalthea wäre, dass sich diese „Monde“ innerhalb der sogenannten Hill-Sphäre von Amalthea befinden würden.

Die Hill-Sphäre beschreibt die Region um einen Körper, in der dessen Gravitationskraft wichtiger ist, als die eines anderen, massereichen Objekts, den er umkreist. In unserem Fall Amaltheas und Jupiters Gravitationskraft.

 

Die Raumsonde Galileo hat bei ihrem engen Vorbeiflug im Herbst 2002 festgestellt, dass Amalthea nur eine lose Struktur besitzt, also ist sie praktisch nur ein Trümmerhaufen. Ein Indiz dafür, dass dieser Mond in der Vergangenheit extrem oft Kollisionen ausgesetzt war. Daher könnte es durchaus sein, dass das eine oder andere Objekt welches wahrscheinlich Amalthea umkreist, von diesem abstammt.

Textquelle: Kuffner Sternwarte [Quelle]

Abb. 15: Aufnahme des Pic-du-Midi-Observatoriums. Jupiter wurde durch eine Maske abgedeckt, da der helle Schein von Jupiter Teleskope blenden würde. Amalthea, Thebe, Kallisto und ein Teil der Jupiterringe sind zu sehen. © Robert et al. (2017)
Abb. 15: Aufnahme des Pic-du-Midi-Observatoriums. Jupiter wurde durch eine Maske abgedeckt, da der helle Schein von Jupiter Teleskope blenden würde. Amalthea, Thebe, Kallisto und ein Teil der Jupiterringe sind zu sehen. © Robert et al. (2017)

Missionen

Seit 1979 wurde Amalthea von 4 Raumsonden besucht:

Sonde: Logo: Ankunft: Zeitraum: Abstand: Art: Bemerkung:
Voyager 1 5. März 1979 1979 420.100 Kilometer Vorbeiflug Anfangs wurden nur Schwarz-Weiß-Umrisse aufgenommen. Für farbige Bilder nahmen die Voyager-Sonden mehrere Filter und Daten. Voyager 1 entdeckte die zwei Krater und Faculae, und zudem Metis und Thebe.
Voyager 2 9. Juli 1979 1979 558.270 Kilometer Vorbeiflug Nahm wenige und undetaillierte Bilder der inneren Monde auf. Entdeckte zudem Adrastea.
Galileo 5. November 2002 2002 - 2003 160 Kilometer Vorbeiflug Lieferte die bisher besten Nahaufnahmen der inneren Monde.

Voyager 2, Vorbeiflug 1979

Genau so wie Voyager 1, fing Voyager 2 schon früher mit der Datenaufnahme an. Erst am 25. April 1979 erreichte Voyager 2 den Jupiter und löste Voyager 1 bei ihrer Arbeit ab. Voyager 2 sollte die großen Jupitermonde weiter untersuchen, denen Voyager 1 teilweise verborgen geblieben war. Dabei entdeckte sie Adrastea, machte aber von den inneren Jupitermonden nur wenige detaillierte Aufnahmen. Voyager 1 Als Voyager 2 am 5. August 1979 das Jupitersystem verließ, hatte sie 13.350 Bilder zur Erde gesandt.

Galileo, Vorbeiflug 1995-2003

Abb. 28: Künstlerische Darstellung des Anflugs von Galileo zu Amalthea.
Abb. 28: Künstlerische Darstellung des Anflugs von Galileo zu Amalthea.

Am 7. Dezember 1995 kam Galileo zu ihrem Ziel an. Sie sollte das Jupitersystem als erste Sonde ganz genau untersuchen. Die trat in einer Umlaufbahn um Jupiter. Sie schoss scharfe Bilder aller Galileischen und inneren Monden, und erkundete diese intensiv. Diese Erkundung sollte eigentlich nur bis zum Dezember 1997 andauern, wurde aber drei mal verlängert. Ihre Mission dauerte bis zum 21. September 2003 an, wo sie gezielt in die Jupiteratmosphäre gelenkt wurde, und verglühte.

Bild: NASA/Michael Carroll [Quelle]

Cassini-Huygens, Swing-by 2000

Juno, Orbit 2016-2018

Ähnlich wie Galileo sollte Juno gezielt den Jupiter erkunden und in seinen Orbit eindringen, aber weniger auf die Jupitermonde zusteuern. Das bisher einzige Bild von Juno zeigt Amaltheas Schatten auf Jupiter Atmosphäre. Es könnte aber sein, dass Juno vielleicht doch noch Amalthea fotografiert. Juno soll sich bis Juni 2021 in Jupiters Orbit befinden. 

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