1. Grundlegendes

Die Bahnen der vier Galileischen Monde um Jupiter sind nahezu kreisförmig. Ihre Umlaufzeiten sind kurz und aneinander gekoppelt. Die Umlaufzeiten von Io, Europa und Ganymed verhalten sich wie 1 : 2 : 4. Auch die Umlaufzeit von Callisto ist an die anderen gebunden. Die Monde laufen in der Äquatorebene um den Planeten, und diese ist um nur drei Grad zur Bahnebene geneigt. Daher sehen wir das System der Galileischen Monde immer mehr oder weniger genau von der Seite.

Da die vier Galileischen Monde eigentlich beachtliche Welten sind - sie übertreffen an Größe durchaus auch Planeten - sind sie sehr leicht zu beobachten. Eigentlich müssten sie auf Grund ihrer scheinbaren Helligkeiten durchaus mit freiem Auge zu sehen sein, doch der helle Jupiter überstrahlt sie, und so benötigt man mindestens einen Feldstecher, um die vier - meist in einer Reihe links und rechts von Jupiter aufgefädelten - Lichtpunkte zu erkennen. Der innerste Mond ist Io, gefolgt von Europa, dann Ganymed (der größte von allen) und schließlich Callisto.

Die Daten für Elongation, scheinbare Helligkeit und scheinbaren Durchmesser beziehen sich auf eine durchschnittliche Opposition des Jupiter. Es ist also keine Kunst, diese vier Monde zu erkennen, das geht schon mit einem ruhig aufgestellten 8x50-Feldstecher ohne Probleme. Interessant ist es nun, die Bewegungen der Monde zu verfolgen.

Nur in großen Fernrohren und bei erstklassigen Bedingungen kann man die vier Monde an ihrer scheinbaren Größe und ihrer Färbung unterscheiden (Io ist orange, Europa weiß, Ganymed gelblich und Callisto dunkel grau-gelb). Glücklicherweise haben sich heute in astronomischen Jahrbüchern und Zeitschriften Diagramme etabliert, die die Identifikation der vier Monde ganz leicht machen.

Auf einer - meist von oben nach unten verlaufenden - Zeitachse sind die Elongationen der Monde aufgetragen, so dass ihre Umlaufbewegung wie eine harmonische Schwingung erscheint. Entlang dieser Zeitachse sucht man den gewünschten Termin und kann so - wer will, kann ein Lineal zu Hilfe nehmen - die Positionen der Monde seitlich von Jupiter ermitteln.

Da wir das System der Jupitermonde stets (fast) von der Kante sehen, also seitlich auf die Bahnen blicken, kann man mit derartigen Diagrammen sehr leicht den tatsächlichen Anblick rekonstruieren. Daraus erkennen wir seinen größten Reiz: Die Monde "tanzen" vor und hinter der Scheibe des Planeten herum - und das kann man beobachten!

Gute derartige Diagramme bieten auch noch eine Hilfe für die geringen Abweichungen in Breite:

Die abgebildeten Diagramme entsprechen jenen im "Himmelsjahr" von Hans-Ulrich Keller, erscheinend jährlich im Kosmos-Verlag.

Die Rotationsachse des Planeten ist 87° zur Bahnebene geneigt, damit weist die Ebene, in der die Monde Jupiter umkreisen, um nur 3° zur Bahnebene geneigt. Da die Rotationsachse des Planeten starr im Raum liegt (abgesehen von einer sehr langfristigen Präzessionsbewegung) und die Neigung der Achse auch praktisch konstant bleibt, gibt es Jahre, in denen wir die Bahnen von der Erde aus gesehen "weit" geöffnet sehen, es gibt aber auch Jahre, in denen sehen wir die Bahnen von der Kante. Ein kleiner Winkel, und doch beschert er uns bei der Beobachtung der Jupitermonde viel Abwechslung.

Da das System der Jupitermonde eben nur wenig gegen unsere Blickrichtung geneigt ist, können wir einige interessante Erscheinungen beobachten: Monde werden von Jupiter bedeckt oder wandern vor ihm vorbei. Da die Sonne das Jupitersystem beleuchtet, können wir auch sehen, wie Monde im Schatten den Planeten verschwinden oder umgekehrt der Schatten eines Mondes auf Jupiter fällt.

In seltenen Fällen, wenn wir wirklich exakt auf die Kante des Systems blicken, kann es sogar vorkommen, dass ein Mond einen anderen bedeckt oder - das Nonplusultra für Jupitermondbeobachter - ein Mond im Schatten eines anderen Mondes verschwindet. Alles in allem ergibt sich ein reizvolles Beobachtungsprogramm, das noch durch gegenseitige enge Begegnungen von Monden, so genannte Jupitermondkonjunktionen abgerundet wird.

Die vier Erscheinungen, die an denen Jupiter beteiligt ist, sind

• Bedeckung (B) - Mond hinter Jupiter
• Verfinsterung (V) - Mond im Schatten Jupiters
• Durchgang (D) - Mond vor Jupiter und
• Schattenvorübergang (S) - Mondschatten fällt auf Jupiter

Astronomische Jahrbücher geben Anfang (xA) und Ende (xE) dieser Erscheinungen an, sofern sie in die Nachstunden fallen. Die genaue Ermittlung der Anfangs- und Endzeiten dieser Ereignisse ist ein wichtiges internationales Beobachtungsprogramm, da es hilft, die Bahnen der Monde genauer zu ermitteln - und dies ist ausschlaggebend für den Erfolg von Weltraummissionen à la Voyager und Galileo. Und -- anhand von Jupitermondverfinsterungen läßt sich die Lichtgeschwindigkeit bestimmen!

Die Sache mit den Schatten bedarf einer Erklärung: An sich zeigt uns Jupiter wegen seiner großen Entfernung und der Tatsache, dass er ein oberer Planet ist, fast keine Phase mehr. Bei den Schatten-Erscheinungen der Monde kommt trotzdem der Umstand zum Tragen, dass - von Jupiter aus betrachtet - die größte Elongation der Erde von der Sonne rund 11° betragen kann. Daher sehen wir, außer genau zur Opposition, doch die Schatten hinter Jupiter bzw. seinen Monden.

Natürlich sehen wir die Schatten, die Jupiter und seine Monde werfen, nicht. Aber wenn ein Himmelskörper in den Schattenkegel eines anderen tritt, wird er nicht mehr von der Sonne beleuchtet und damit natürlich unsichtbar. Gute astronomische Jahrbücher geben die Lage des Jupiterschattens in den Bahnen der Monde durch eine kurze Unterbrechung der Bahn an; damit kann leicht beurteilen, ob ein unsichtbarer Mond vor oder hinter dem Planeten oder in dessen Schatten steht.