Jupiter war einst doppelt so groß und magnetisch 50-mal stärker

Eine neue Studie zeichnet ein faszinierendes Bild des frühen Sonnensystems: Jupiter war in seiner jungen Phase doppelt so groß wie heute - und sein Magnetfeld rund 50-mal stärker. Den Schlüssel zu diesen Erkenntnissen lieferten winzige Monde.

Mini-Monde enthüllen Jupiters gewaltiges Ursprungs-Ich

Veröffentlicht wurde die Untersuchung im Fachjournal Nature Astronomy von Konstantin Batygin (Caltech) und Fred C. Adams (University of Michigan). Ihr Ziel: Jupiters ursprüngliche Größe und sein Magnetfeld möglichst exakt zu bestimmen - und damit ein neues Kapitel zum Verständnis der Frühgeschichte des Sonnensystems aufzuschlagen.

Die beiden Forscher analysierten dazu nicht etwa den Planeten selbst, sondern zwei seiner kleinen inneren Monde: Amalthea und Thebe. Diese umkreisen Jupiter näher als Io, der innerste der vier großen Galileischen Monde. Entscheidend waren dabei ihre leicht geneigten Bahnen. Solche Neigungen entstehen durch gravitative Wechselwirkungen und bleiben über sehr lange Zeiträume erhalten - gewissermaßen als "Gedächtnis" vergangener Planetenverhältnisse.

Was wir hier geschaffen haben, ist ein wertvoller Referenzpunkt. Ein Ausgangspunkt, von dem aus wir die Entwicklung unseres Sonnensystems mit größerer Sicherheit rekonstruieren können.

Mithilfe dieser Bahndaten konnten Batygin und Adams zurückrechnen: In der Endphase der protoplanetaren Gas- und Staubscheibe - etwa 3,8 Millionen Jahre nach der Entstehung der ersten festen Materie - war Jupiter rund doppelt so groß wie heute. Gleichzeitig verfügte er über ein Magnetfeld, das etwa 50-mal stärker war als sein aktuelles.

Besonders bemerkenswert ist der methodische Ansatz: Statt auf schwer überprüfbare Modellannahmen zu setzen - etwa zur Masse des Gaskerns oder zur Gasdichte - stützt sich die Analyse auf direkt messbare Größen wie die Drehimpulserhaltung und die Bahndynamik der Monde. So lassen sich Rückschlüsse auf Jupiters früheste Entwicklung mit weniger Unsicherheiten ziehen.

Infobox: Früher Jupiter laut Studie

Datenbasis: Umlaufbahnen von Amalthea und Thebe

"Es ist erstaunlich, dass selbst nach 4,5 Milliarden Jahren noch genügend Spuren erhalten sind, um Jupiters damaligen Zustand zu rekonstruieren", sagt Fred C. Adams. Die Ergebnisse geben damit nicht nur Einblick in die Vergangenheit des Gasriesen selbst, sondern liefern auch einen festen Bezugspunkt für das Verständnis der frühen Entstehungsgeschichte unseres Sonnensystems.

Denn Jupiter gilt als eine Art "architektonische Instanz" im frühen Sonnensystem: Seine Masse und Position beeinflussten maßgeblich die Umlaufbahnen anderer Planeten und die Verteilung des restlichen Materials. Wie wichtig solche Erkenntnisse sind, unterstreicht der Verweis auf langjährige Grundlagenarbeit: Die neuen Ergebnisse ergänzen und präzisieren ältere Theorien, unter anderem von Dave Stevenson (Caltech), zum sogenannten "Core-Accretion-Modell", bei dem ein fester Kern schnell große Mengen Gas anzieht.


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