Warum Jupiter vier große Monde hat: Neues Modell löst altes Rätsel

Jupiters unsichtbare Mondfalle: Wie ein Magnetfeld drei Monde rettete Vier große Monde umkreisen Jupiter, darunter Ganymed, der größte Mond unseres Sonnensystems. Saturn besitzt zwar insgesamt deutlich mehr bekannte Monde, doch nur Titan erreicht vergleichbare Dimensionen. Warum entwickelten sich die Systeme der beiden Gasriesen so unterschiedlich?

Eine in „Nature Astronomy“ veröffentlichte Studie liefert eine mögliche Antwort: Das starke Magnetfeld des jungen Jupiters könnte eine magnetosphärische Lücke in seiner damaligen Gas- und Staubscheibe geöffnet haben.

In einer solchen zirkumplanetaren Scheibe entstehen Monde. Das Gas lässt ihre Umlaufbahnen jedoch langsam schrumpfen – ohne ein Hindernis können junge Monde immer weiter nach innen wandern und schließlich auf ihren Planeten stürzen.

Jupiters Magnetfeld könnte genau das verhindert haben. Am Rand der magnetisch erzeugten Lücke wurde die Wanderung vermutlich gestoppt. Die heutigen Monde Io, Europa und Ganymed konnten sich dort sammeln und in ihre charakteristische Laplace-Resonanz gelangen: Während Ganymed Jupiter einmal umrundet, schafft Europa zwei und Io vier Umläufe. Callisto blieb weiter außen und gehört nicht zu diesem engen Takt.

Beim jungen Saturn war das Oberflächenmagnetfeld nach den Berechnungen zu schwach, um eine vergleichbare innere Lücke zu öffnen. Viele entstehende Großmonde dürften deshalb in den Planeten gestürzt sein. Titan überlebte dem Modell zufolge, weil er sich weiter außen in einem stabileren Bereich befand.

Bewiesen ist diese Entstehungsgeschichte noch nicht. Sie beruht auf kombinierten Simulationen zur Entwicklung der Planeten, ihrer Magnetfelder, der Scheiben und der Mondbahnen. Das Modell liefert aber eine überprüfbare Vorhersage: Sehr massereiche Gasplaneten außerhalb unseres Sonnensystems sollten häufiger kompakte Systeme aus mehreren großen Monden besitzen.