Auf Io fällt der Himmel zu Boden

Knapp zwei Erdentage braucht der Jupitermond Io für eine Runde um seinen Planeten: Gerät er in den Schatten des Jupiter, wird es so kalt, dass seine Atmosphäre gefriert - und sich in eine Eisschicht auf dem Boden verwandelt.

Galileo Galilei gilt als Entdecker der vier großen Jupitermonde - Europa, Ganymed, Kallisto und Io. Was der italienische Physiker und Astronom mit seinem primitiven Fernrohr nicht sehen konnte, offenbart sich erst jetzt, 400 Jahre später, durch die Messinstrumente moderner Teleskope: Auf Io herrschen, vor allem verglichen mit den Bedingungen auf der Erde, extreme und lebensfeindliche Verhältnisse. Der viertgrößte Mond des Sonnensystems ist vulkanisch aktiv wie kein anderer, die unzähligen Vulkane auf seiner Oberfläche speien ein stechend riechendes, giftiges Gas: Schwefeldioxid, SO2.

Künstlerische Darstellung: Jupitermon Io mit Vulkanen auf seiner Oberfläche
Southwest Research Institute
Io ist der vulkanisch aktivste Mond im Sonnensystem

Diesem Umstand verdankt Io auch die Existenz seiner Atmosphäre. Diese durchläuft, wie Forscher nun im „Journal of Geophysical Research: Planets“ berichten, einen seltsamen Zyklus. Für eine komplette Runde um den Jupiter benötigt Io 42 Stunden. Dabei gerät der Mond jeweils zwei Stunden in den Jupiterschatten, woraufhin die Temperaturen von kalt auf superkalt fallen.

Messungen mit dem Gemini-Teleskop auf dem Berg Mauna Kea, Hawaii, zeigen erstmals, was hier genau passiert: Im Schatten beträgt die Temperatur minus 168 Grad Celsius und die Atmosphäre des Mondes beginnt zu kollabieren. Unter diesen Bedingungen fällt der Himmel im Wortsinn zu Boden, das SO2 gefriert und lagert sich auf der Mondoberfläche als Eis ab. Bei Sonnenaufgang erlebt die Atmosphäre eine Wiedergeburt, das SO2 taut und steigt als Gas erneut auf.

„Unsere Messungen bestätigen, dass sich Ios Atmosphäre in einem dauerhaften Wechsel von Kollaps und Wiederherstellung befindet“, sagt John Spencer, einer der Studienautoren. „Auch wenn die hyperaktiven Vulkane die Quelle des Schwefeldioxids sind - es ist die Sonne, die den Atmosphärendruck kontrolliert.“ Der beträgt übrigens nicht einmal ein Milliardstel des Luftdrucks auf der Erde - dünne Luft also auf dem Jupitermond.

Wie der Jupitermond aussieht und was in seiner Atmosphäre vor sich geht, werden Forscher bald aus nächster Nähe beobachten können. Die NASA-Sonde Juno befindet sich derzeit in der Umlaufbahn des Jupiter und soll in einem Monat auch Beobachtungsdaten von Io zur Erde funken.

Robert Czepel, science.ORF.at

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