Eine Studie aus dem Jahr 2025 in Nature Astronomy nutzt die minimalen Bahnneigungen der Jupitermonde Amalthea und Thebe, um Rückschlüsse auf die frühe Phase des Gasplaneten zu ziehen. Die Analyse deutet darauf hin, dass Jupiter 3,8 Millionen Jahre nach Entstehung der ersten solaren Materie etwa doppelt so groß war wie heute und ein 50-fach stärkeres Magnetfeld besaß.
Kleine Monde als Indikatoren für Jupiters Vergangenheit
Amalthea und Thebe weisen Bahnneigungen von 0,36 bzw. 1,09 Grad gegenüber Jupiters Äquatorialebene auf. Diese scheinbar geringen Abweichungen stellen ein dynamisches Problem dar, da Jupiters Äquatorwulst nahe Orbits normalerweise in seine Äquatorebene zwingt. Die Studie von Batygin und Adams interpretiert diese Neigungen als Überreste von Resonanzphänomenen, die auftraten, als der Mond Io nach Verschwinden der Gaswolke um Jupiter nach außen wanderte.
Amalthea mit einem mittleren Radius von 84 km umkreist Jupiter in 181.400 km Entfernung innerhalb von 12 Stunden. Thebe ist mit 49 km Radius kleiner und benötigt für eine Umrundung 16 Stunden. Die Forscher simulierten, wie Io-Resonanzen die Bahnneigungen der kleinen Monde beeinflusst haben könnten. Für Amalthea reichte eine einzelne Resonanzpassage, während Thebes größere Neigung eine Sequenz mehrerer Resonanzen erforderte.
Rückschlüsse auf Jupiters Frühphase
Die Modellrechnungen ergaben, dass Io sich beim Verschwinden der Gaswolke in 4,02 bis 4,98 heutigen Jupiterradien Entfernung befand. Diese Position markiert den Wendepunkt von Ios anfänglicher Einwärts- zur späteren Auswärtswanderung. Die Analyse des inneren Gasdisk-Randes, der durch Jupiters Magnetfeld begrenzt wurde, ermöglichte Rückschlüsse auf den jungen Planeten:
- Radius: 2,0 bis 2,56 mal größer als heute
- Magnetfeldstärke an der Oberfläche: ~21 mT (50-fach stärker als gegenwärtig)
Die Studie kombiniert mehrere physikalische Prozesse: Die Resonanzwechselwirkungen der Monde, Ios Gezeitenevolution, die Magnetfeld-Disk-Wechselwirkung und Jupiters Kontraktion nach Verschwinden des Bremseffekts durch die Gaswolke. Die Ergebnisse basieren auf Modellrechnungen, nicht auf direkten Messungen.
Quellen:
- Batygin, K. & Adams, F.C. (2025). Nature Astronomy
- Space Daily (2025). Bericht über Ios Gezeitenverformung