Hallo Peter87,
Fangen wir mal mit der Entfernung an, das geht prinzipiell durch Parallaxenmessungen, wie sie z.B. bei Venustransiten durchgeführt worden sind und dann bieten die Keplerschen Gesetze die Möglichkeit, bei bekannter Entfernung von der Erde zur Sonne und bekannter Form der Erdbahn die großen Halbachsen der anderen Planeten zu berechnen. In der Praxis ist heute aber Radar die Methode, um Entfernungen im Sonnensystem zu messen, das ist wesentlich genauer, als die Methoden, die auf Astrometrie basieren. Bei Kleinplaneten und Kometen wird die Bahn aber immer noch nach astrometrischen Beobachtungen berechnet. Mit bekannten Bahnelementen kann dann die Entfernung berechnet werden. Im Übrigen ist die Astrometrie von Kleinplaneten auch eine sehr interessante Betätigung für Amateure, die Ergebnisse die z.B. mit Achtzöller und CCD zu erzielen sind, sind keineswegs schlechter, als die Messungen der Profis. Radarbeobachtungen kommen hauptsächlich bei erdnahen Objekten vor, weil man hier auch die Form der Kleinplaneten bestimmen kann. Dabei erhält man als Nebeneffekt noch sehr genaue Positionen und Entfernungen.
Wenn Du einmal die Entfernung hast, dann ist die Bestimmung des Durchmessers schon größtenteils geschehen – Du kannst am Teleskop messen, welchen scheinbaren Durchmesser das Objekt hat und die Entfernung ist ja bekannt, also braucht es nur noch ein wenig Trigonometrie und der Durchmesser ist bekannt ;-) Ebenso ist es dann kein Kunststück mehr, vom Durchmesser auf das Volumen zu schließen... Die Masse braucht dann wieder eine Messung mehr, ganz einfach wird es bei Planeten, die einen Mond besitzen – hier erlaubt es das Gravitationsgesetz aus der Umlaufszeit ines Mondes und dessen Bahndurchmesser die Masse des Planeten auszurechnen.
In der Praxis ist das Messen mitunter nicht ganz so einfach, aber recht passable Ergebnisse, was die Bestimmung von Durchmesser und an Hand der Monde auch der Masse von Jupiter sollten auch mit Amateurmitteln zu erzielen sein, falls Du darauf verzichtest, die Entfernung zu bestimmen und diese einfach mal als gegeben annimmst.
1. Schritt Durchmesser bestimmen, in dem Du den scheinbaren Durchmesser am Teleskop z.B. mit einem Meßokular oder per Webcamaufnahme bestimmst, und dan den Jupiterdurchmesser bestimmst.
2. Schritt: Durchmesser der Bahn eines der Monde bestimmen – auf die gleiche Weise bei maximaler Elongation
3. Schritt – Umlaufszeit des Mondes bestimmen, näherungsweise dürfte es die Zeit zwischen 2 Durchgängen vor der Planetenscheibe tun.
Nun kannst Du mit dem Newtonschen Gravitationsgesetz die Masse des Jupiter ausrechnen.
Gruß,
Thomas