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Warum scheint Jupiter eine Oberfläche zu haben, obwohl er keine hat? – Sejal, 7 Jahre alt, Bangalore, Indien
Der Planet Jupiter hat keinen festen Boden – keine Oberfläche, wie das Gras oder die Erde, auf der man hier auf der Erde läuft. Es gibt nichts, worauf man laufen kann, und keinen Ort, an dem man ein Raumschiff landen könnte.
Aber wie ist das möglich? Wenn Jupiter keine Oberfläche hat, was hat er dann? Wie kann es zusammenhalten?
Selbst als Physikprofessor, der sich mit ungewöhnlichen Phänomenen aller Art beschäftigt, ist mir klar, dass das Konzept einer Welt ohne Oberflächen schwer zu verstehen ist. Dennoch bleibt vieles über Jupiter ein Rätsel, auch wenn die Robotersonde Juno der NASA diesen seltsamen Planeten bereits im neunten Jahr umkreist.
Zunächst einige Fakten
Jupiter, der fünfte Planet von der Sonne, liegt zwischen Mars und Saturn. Es ist der größte Planet im Sonnensystem, groß genug, um mehr als 1.000 Erden zu beherbergen, und es gibt noch Platz übrig.
Während die vier inneren Planeten des Sonnensystems – Merkur, Venus, Erde und Mars – alle aus festem, felsigem Material bestehen, ist Jupiter ein Gasriese, dessen Zusammensetzung der Sonne ähnelt; Es ist ein sprudelnder, stürmischer und extrem turbulenter Gasball. An einigen Orten auf Jupiter herrschen Windgeschwindigkeiten von mehr als 400 Meilen pro Stunde (etwa 640 Kilometer pro Stunde), etwa dreimal schneller als ein Hurrikan der Kategorie 5 auf der Erde.
Auf der Suche nach festem Boden
Beginnen Sie an der Spitze der Erdatmosphäre und gehen Sie etwa 60 Meilen (etwa 100 Kilometer) nach unten, und der atmosphärische Druck steigt kontinuierlich an. Letztendlich berühren Sie die Erdoberfläche, sei es Land oder Wasser.
Vergleichen Sie dies mit Jupiter: Beginnen Sie am oberen Rand seiner Atmosphäre, die hauptsächlich aus Wasserstoff und Helium besteht, und wie bei der Erde nimmt der Druck zu, wenn Sie nach unten sinken. Aber auf Jupiter ist der Druck immens.
Wenn die Gasschichten über Ihnen immer tiefer sinken, ist es, als wären Sie auf dem Grund des Ozeans – aber statt Wasser sind Sie von Gas umgeben. Der Druck wird so stark, dass der menschliche Körper implodieren würde; du würdest am Boden zerstört werden.
Bei einer Tiefe von 1.000 Meilen fängt das heiße, dichte Gas an, sich seltsam zu verhalten. Schließlich verwandelt sich das Gas in eine Form von flüssigem Wasserstoff, wodurch der größte Ozean im Sonnensystem entsteht, wenn auch einer ohne Wasser.
Geht man weitere 20.000 Meilen (ungefähr 32.000 Kilometer) hinunter, sieht Wasserstoff eher wie sich bewegendes flüssiges Metall aus, ein Material, das so exotisch ist, dass es Wissenschaftlern erst vor Kurzem und mit großer Mühe gelungen ist, es im Labor zu reproduzieren. Die Atome dieses flüssigen metallischen Wasserstoffs sind so stark komprimiert, dass sich seine Elektronen frei bewegen können.
Bedenken Sie, dass diese Ebenenübergänge allmählich und nicht abrupt erfolgen. Der Übergang von normalem gasförmigem Wasserstoff zu flüssigem Wasserstoff und dann zu metallischem Wasserstoff erfolgt langsam und reibungslos. An keinem Punkt gibt es eine klare Grenze, festes Material oder Oberfläche.
Gruselig bis ins Mark
Letztendlich erreichen Sie das Herz von Jupiter. Dies ist der zentrale Bereich des Jupiterinneren, nicht zu verwechseln mit einer Oberfläche.
Wissenschaftler diskutieren immer noch über die genaue Beschaffenheit des Kernmaterials. Das beliebteste Modell: Es ist kein Feststoff wie Gestein, sondern eine heiße, dichte und möglicherweise metallische Mischung aus Flüssigkeit und Feststoff.
Der Druck in Jupiters Kern ist so gewaltig, dass er dem Druck von 100 Millionen Erdatmosphären auf Sie entspricht – oder zwei Empire State Buildings auf jedem Quadratzentimeter Ihres Körpers.
Aber Druck wäre nicht Ihr einziges Problem. Ein Raumschiff, das versucht, den Kern des Jupiter zu erreichen, würde aufgrund der extremen Hitze von 35.000 Grad Fahrenheit (20.000 Grad Celsius) schmelzen. Das ist dreimal heißer als die Oberfläche der Sonne.
Jupiter hilft der Erde
Jupiter ist ein seltsamer und unwirtlicher Ort. Aber wenn Jupiter nicht da wäre, gäbe es möglicherweise keine Menschen.
Tatsächlich fungiert Jupiter als Schutzschild für die inneren Planeten des Sonnensystems, einschließlich der Erde. Dank seiner enormen Anziehungskraft hat Jupiter über Milliarden von Jahren die Umlaufbahnen von Asteroiden und Kometen verändert.
Ohne Jupiters Eingreifen hätten einige dieser Weltraumschrotte auf die Erde stürzen können; Hätte es eine katastrophale Kollision gegeben, hätte dies zu einem Ereignis auf der Ebene des Aussterbens führen können. Schauen Sie, was mit den Dinosauriern passiert ist.
Vielleicht hat Jupiter unserer Existenz geholfen, aber der Planet selbst ist außerordentlich unwirtlich für das Leben – zumindest für das Leben, wie wir es kennen.
Nicht so bei Jupiters Mond Europa, vielleicht unsere beste Chance, anderswo im Sonnensystem Leben zu finden.
Der Europa Clipper der NASA, eine Robotersonde, die im Oktober 2024 startet, wird voraussichtlich etwa 50 Vorbeiflüge an diesem Mond durchführen, um seinen riesigen Untergrundozean zu untersuchen.
Könnte etwas in europäischen Gewässern leben? Wissenschaftler werden es eine Weile lang nicht wissen. Aufgrund der Entfernung zwischen Jupiter und Erde wird die Sonde erst im April 2030 eintreffen.
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Dieser Artikel wurde von The Conversation erneut veröffentlicht, einer unabhängigen, gemeinnützigen Nachrichtenorganisation, die Ihnen vertrauenswürdige Fakten und Analysen liefert, die Ihnen helfen, unsere komplexe Welt zu verstehen. Es wurde geschrieben von: Benjamin Roulston, Clarkson-Universität
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Benjamin Roulston arbeitet nicht für Unternehmen oder Organisationen, die von diesem Artikel profitieren würden, berät sie nicht, besitzt keine Anteile an ihnen und erhält keine Finanzierung von ihnen, und er hat über seine akademische Anstellung hinaus keine relevanten Verbindungen offengelegt.