Wie entstanden Jupiters Monde? Laut Astronomen gingen sie aus dieser winzigen Materie hervor

    Aus dem Nichts entstanden Welten: Erfahre, wie aus winzigem Staub die majestätischen Monde des Jupiter wurden – ein kosmisches Wunder, das die Forschung bis heute fasziniert.

    Gasriese Jupiter, 69 Monde,Licht, Sonne
    Der Gasriese Jupiter mit einer Auswahl seiner 69 Monde, erstrahlt im Licht der Sonne.

    Wie sind die großen Monde des Jupiter entstanden? Diese Frage beschäftigt die Wissenschaft seit Jahrhunderten – und nun liefern Astronomen neue Antworten:

    Die vier größten Jupitermonde – Io, Europa, Ganymed und Kallisto, auch als die Galileischen Monde bekannt – könnten sich aus winzigen Staub- und Gesteinspartikeln gebildet haben, die aus einer kleinen Gas- und Staubscheibe rund um den jungen Jupiter stammten.

    Neue Forschungsergebnisse von Yuhito Shibaike und Yann Alibert liefern wichtige Erkenntnisse darüber, wie die Galileischen Monde entstanden sind.

    Eine Mini-Scheibe als Wiege der Monde

    Die Forscher untersuchten neueste hydrodynamische 3D-Simulationen, die einen detaillierten Einblick in die Entstehung der sogenannten Zirkumjovianischen Scheibe (CJD) geben.

    • Diese Scheibe ist ein vergleichsweise kleiner, aber dicht zusammengedrängter Gas- und Staubnebel, der sich um den jungen Jupiter bildete, als dieser in seiner Entstehungsphase große Mengen an Gas aus der umlaufenden zirkumstellaren Scheibe (CSD) des Sonnensystems anzog.
    • Durch die Schwerkraft des wachsenden Jupiter sammelte sich das Gas in einer rotierenden Scheibe um ihn herum, ähnlich wie die Sonne von einer zirkumstellaren Scheibe umgeben ist.
    • Innerhalb dieser Zirkumjovianischen Scheibe fanden Prozesse statt, die es ermöglichten, dass sich Staub- und Gesteinspartikel verdichteten und nach und nach zu den heutigen großen Jupitermonden heranwuchsen.

    Diese Miniatur-Gasscheibe stellte somit die Wiege für die Entstehung der Galileischen Monde dar und war maßgeblich für ihre spätere Größe, Zusammensetzung und Bahndynamik verantwortlich.

    Große Brocken blieben draußen – warum?

    Doch die Bildung war alles andere als einfach. Die Studienautoren erklären, dass größere Gesteinskörper – sogenannte „Pebbles“ mit Zentimeter- bis Metergröße – zwar im äußeren Sonnensystem entstanden, aber oft durch die starke Gravitation des wachsenden Jupiter gestoppt oder abgelenkt wurden.

    Besonders ein gasfreier Bereich – ein sogenanntes „Gap“ – verhinderte, dass diese Materialien direkt zur CJD gelangten.

    Zwei Wege für Material-Nachschub

    Es gibt zwei unterschiedliche Erklärungen, wie Material in die Zirkumjovianische Scheibe (CJD) gelangte:

    Die erste Theorie besagt, dass kleine Staubpartikel zusammen mit dem Gasstrom direkt in die Scheibe eingetragen wurden.

    Die zweite Möglichkeit ist, dass größere Planetesimale – also kilometergroße Felsbrocken – durch die Gravitation des Jupiter eingefangen wurden.

    Auf Basis dieses Materials entstanden die Jupitermonde nach zwei konkurrierenden Modellen:

    Das Satellitesimal-Modell beschreibt ein langsames Zusammenwachsen vieler kleiner Körper, während das Pebble-Accretion-Modell ein schnelles Wachstum durch das Ansammeln von mittelgroßen „Pebbles“ annimmt.

    Das Rätsel der Bahnresonanzen

    Ein weiterer Knackpunkt der Forschung: Warum sind die Monde heute in resonanten Umlaufbahnen, also mit synchronisierten Umlaufzeiten? Die Kombination aus Wanderung nach innen und deren späterem Stopp könnte diesen Zustand erklären.

    Noch viele offene Fragen – aber JUICE kommt

    Noch ist keine der Theorien vollständig bewiesen. Künftige Daten – etwa von der ESA-Raumsonde JUICE, die Jupiter und seine Monde erforschen wird – sollen helfen, die offenen Fragen zu klären. Auch der chemische Aufbau und die unterschiedlichen Strukturen der Monde liefern wichtige Hinweise.

    Aus Staub geboren – und zu Riesen gewachsen

    Fest steht: Aus mikroskopisch kleinen Partikeln könnte eines der beeindruckendsten Mondsysteme des Sonnensystems entstanden sein – ein weiterer Beweis dafür, dass aus dem Kleinsten oft das Größte hervorgeht.

    Quelle

    Shibaike, Y., & Alibert, Y. (2025). Origin of Ganymede and the Galilean Moons. arXiv:2508.05932 [astro-ph.EP].