Jupiters månar

En av Galileis viktigaste upptäckter med sina första enkla teleskop var att Jupiter omkretsas av fyra månar, sedan dess ofta kallade de ”Galileiska”. Jupiter har över 60 mindre månar, men dessa fyra är alla stora och intressanta himlakroppar, som man detaljstuderat från olika rymdsonder. Den innersta månen (Io) har aktiva vulkaner på sin yta, medan nästa (Europa) visar en slät isskorpa som tros dölja en djup vattenocean. Den tredje månen (Ganymedes) är till storleken, men inte till massan, större än Merkurius, medan den fjärde (Callisto) visar en yta ovanligt full av gamla kratrar. På Jupiters avstånd visar ett litet teleskop inga detaljer på månarna, utan vi ser dem (oftast) som fyra prickar i ett växlande mönster.

Den innersta månen (Io) gör ett varv runt Jupiter på 1,77 dygn, och nästa (Europa) tar dubbla tiden, 3,55 dygn. Den tredje månen (Ganymedes) går runt på ungefär en vecka (7,15 dygn), och den yttersta (Callisto) tar 16,7 dygn på sig för ett varv. För de tre innersta månarna är förhållandet 1:2:4 mellan deras omloppstider inte en slump, utan en celestmekaniskt signifikant s.k. ”resonans”. Callisto följer mer ungefärligt samma fördubblingsmönster, men inte riktigt. Månarna rör sig i Jupiters ekvatorsplan, och eftersom detta lutar bara 3 grader mot ekliptikaplanet kommer månarna att synas ungefär längs en linje. Det betyder också att de ofta passerar framför eller bakom Jupiterskivan, vilket ger intressanta observationsmöjligheter.

Här först några typiska bilder med månarna på rad bredvid Jupiterskivan. För att få månarna som tydliga prickar är planeten överexponerad. Om alla månarna är synliga kan man alltid identifiera Ganymedes (J3) som den ljusstarkaste och Callisto (J4) som den svagaste.

När en måne passerar över Jupiters skiva är det inte alltid lätt att se den, men den kastar också sin skugga, som är mycket mer iögonenfallande. Om man observerar precis vid Jupiters opposition kommer skuggan att ligga precis vid satelliten själv. Om det är före opposition kommer skuggan före, och efter opposition efter själva månen. Man kan alltså ofta se en måne på himlen bredvid planeten medan skuggan syns som en mörk fläck på planetytan. Mer än en måne kan kasta skugga samtidigt, och det är inte alltid självklart vilken skugga som hör till vilken måne. Här ser vi t.ex. på en bild från 26 februari 2015 vad som ser ut Io (J1) med sin skugga nere på planetytan.

I själva verket är det är en på bilden nästan osynlig Callisto(J4) som kastar skuggan! Ett annat exempel är från 9 mars 2014. Här kan man se en ljus Io(J1) avteckna sig mot mörka moln, men skuggan kastas av Ganymedes(J3) till höger. Först om ytterligare en timme kom också skuggan av Io in på skivan, men då hade jag slutat observera.

Här är ett exempel från 29 februari 2016 där skuggorna nära opposition hamnar precis bredvid de skuggkastande månarna.

När månarna passerar bakom Jupiter försvinner de förstås, men även Jupiter kastar en lång skugga där månarna kan försvinna (precis som vid en jordisk månförmörkelse). Före opposition förmörkas en måne innan den försvinner bakom Jupiters kant, och efter opposition kan man observera hur den kommer fram ur skuggan. De yttre månarna (Ganymedes och Callisto) kan t.o.m. både försvinna och komma fram en bit ifrån Jupiter. Jag har få bra observationer av Jupitermånförmörkelser. Den 15 oktober 2009 var jag för sent ute och missade det mesta av Io:s utträde ur skuggan. Man ser i alla fall den sista ljusstyrkeökningen mellan 17.58.14 och 17.58.56. Ganymedes t.v. och Callisto t.h. håller konstant ljusstyrka.

Ett bättre exempel är bilder från 25 oktober 2012 där Io tydligt förmörkas helt på några få minuter. Att det går så snabbt jämfört med våra egna månförmörkelser beror mest på att Io:s hastighet i sin bana kring Jupiter är ungefär 17 km/s jämfört med månens 1,0 km/s.

Tiderna för Jupitermånarnas förmörkelser har historiskt varit av stort intresse. Den danske astronomen Ole Römer kunde i en uppsats från 1676 förklara vissa systematiska avvikelser i förmörkelsetidpunkterna som en effekt av ljusets ändliga hastighet. Under en kort tid på 1600-talet var dessa förmörkelser ett viktigt hjälpmedel för att bestämma longitudskillnader mellan olika orter. Förmörkelsen, som kunde observeras samtidigt från flera platser på jorden, tjänade som en referenstidpunkt, som man sedan kunde jämföra med ortens lokala tid och på så sätt bestämma en longitud. När man på 1700-talet fick exaktare klockor föll denna komplicerade metod i glömska.

När vi ungefär vart sjätte år ser Jupiters ekvatorsplan precis från kanten, senast 2014-15 kan månarna också passera över varandra samt genom varandras skuggor. Dessa s.k. ”mutual phenomena” är ytterligare en rolig sak att observera. Här ser vi en serie från 7 februari 2015 där den svagare Europa passerar rakt över Io, även om det inte går att urskilja på dessa bilder.

På följande serie från 3 mars 2015 ser vi hur den vänstra månen (Io) omkring 18.14 är tydligt försvagad när den passerar genom Europas (högra månens) skugga.