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Astronomen im 7. Himmel – Zwergplanet Pluto abwechslungsreicher als gedacht



Im Sommer hat die US-Sonde «New Horizons» den Zwergplaneten Pluto passiert und eingehend untersucht. Die nun veröffentlichten Resultate zeigen, dass Pluto deutlich vielfältiger ist als gedacht.

Die Sonde der US-Raumfahrtagentur NASA hat bei ihrem Besuch im Sommer Berge, Schluchten, kraterzerklüftete Landschaften und ausgedehnte, glatte Eisebenen erspäht. Pluto und sein grösster Mond Charon zeigen eine unerwartete geologische Aktivität, wie die «New Horizons»-Forscher um Alan Stern vom Southwest Research Institute in Boulder (US-Staat Colorado) berichten.

epa04519709 An undated artist's concept made available by NASA and the Johns Hopkins University Applied Physics Laboratory/Southwest Research Institute (JHUAPL/SwRI) on 08 December 2014 shows the New Horizons spacecraft as it approaches Pluto and its three moons in summer 2015. New Horizons was launched from Earth on 19 January 2016, is now three billion miles (4.82 billion km) away and spend nearly nine years in hibernation but has woken up, as scheduled, on 08 December 2014.The craft's miniature cameras, radio science experiment, ultraviolet and infrared spectrometers and space plasma experiments would characterize the global geology and geomorphology of Pluto and large moon Charon, map their surface compositions and temperatures, and examine Pluto's atmosphere in detail, as well as have a look at the Kuiper Belt. The spacecraft's most prominent design feature is a nearly 2.1-meter dish antenna, through which it will communicate with Earth from as far as 7.5 billion kilometers away.  EPA/NASA (JHUAPL/SwRI)  HANDOUT EDITORIAL USE ONLY

Nur gemalt: «New Horizons» paassiert Pluto.
Bild: EPA/NASA

Eine erste wissenschaftliche Zusammenfassung der Beobachtungen veröffentlichen sie nun im Fachblatt «Science»:

- «New Horizons» hat erstmals den Durchmesser des Eiszwergs genau bestimmt: Pluto misst demnach 2374 Kilometer. Eine Abplattung wie etwa bei der Erde durch die Eigenrotation konnte die Raumsonde nicht feststellen – der Zwergplanet ist kugelrund.

- Plutos Oberfläche wird von Eis bestimmt. «New Horizons» hat jedoch Berge fotografiert, die sich bis in 3000 Meter Höhe recken. Das Stickstoff-, Kohlenmonoxid- und Methaneis, das bereits vor dem Besuch der Raumsonde auf dem Zwergplaneten nachgewiesen wurde, ist für derart hohe Berge viel zu weich. Die Forscher nehmen daher an, dass diese Eissorten vielerorts nur eine relativ dünne Schicht auf der Oberfläche bilden und sich darunter das deutlich härtere Wassereis zu Bergen türmt. Plutos Gebirge, die es durchaus etwa mit den Rocky Mountains in Nordamerika aufnehmen können, bestehen also aus Eisbergen.

- Überraschenderweise gibt es auf Pluto relativ wenig Einschlagkrater, gemessen am zu erwartenden kosmischen Bombardement in der Heimat des Eiszwergs, dem Kuipergürtel. Die Krater müssen durch aktive geologische Prozesse verschwunden sein, folgern die Astronomen. Das bedeutet, dass etwa die völlig kraterlose Eisebene Sputnik Planum nur etwa 100'000 Jahre alt sein kann – das ist sehr jung, gemessen am Alter des Sonnensystems von 4,5 Milliarden Jahren. Unklar ist, welche Energiequelle die geologische Aktivität antreibt.

Gletscher und bunte Farben

- In der Eisebene Sputnik Planum erspähte die Raumsonde Hinweise auf eine Art Gletscher. Das Eis scheint dort in Bewegung gewesen zu sein oder immer noch zu fliessen. Aufnahmen zeigen, wie die Eisschichten Hindernisse umflossen haben.

- Verblüfft hat die Forscher auch die Farbvielfalt des Eiszwergs. Neben nahezu komplett weissen Eisebenen gibt es auf Pluto rötliche und leicht bläuliche Landschaften. Die Rottöne stammen vermutlich von Kohlenstoffverbindungen namens Tholinen, die sich mit Hilfe ultravioletter Strahlung oder durch den Beschuss mit schnellen kosmischen Teilchen aus dem Stickstoff-Methanmix auf Pluto bilden und schon in geringer Konzentration für gelbe bis dunkelrote Farbtöne sorgen.

Der Pluto in (verstärkter) Farbe.
Bild: EPA/NASA

Plutos Oberfläche.
Bild: AP/NASA/JHUAPL/SwRI

- Plutos Atmosphäre ist dünner als erwartet. Der Luftdruck am Boden beträgt etwa 10 Millionstel Bar, das ist nur ein Hunderttausendstel des irdischen Luftdrucks. Unklar ist, ob die Atmosphäre sich erst kürzlich ausgedünnt hat. In der Atmosphäre fotografierte «New Horizons» Dunstschleier, deren Herkunft noch nicht geklärt ist.

- Der Mond Charon mit einem mittleren Durchmesser von 1212 Kilometern bietet ebenfalls erstaunlich abwechslungsreiche Landschaften. Unter anderem besitzt er ein gigantisches, kilometertiefes Canyonsystem, das mindestens viermal so lang ist wie der Grand Canyon auf der Erde. Die Canyons ziehen sich quer über Charons Oberfläche. Manche Forscher spekulieren, dass auf dem Mond womöglich vor langer Zeit ein unterirdischer Ozean gefroren ist und dabei durch die Volumenänderung die komplette Kruste aufgesprengt hat. Charon scheint ähnlich geologisch aktiv wie Pluto, auch bei ihm ist die Energiequelle dieser Aktivität unklar.

- «New Horizons» hat auch die Plutomonde Hydra und Nix untersucht. Hydra ist demnach etwa 40 mal 30 Kilometer gross, Nix etwa 50 mal 30 Kilometer. Beide Minimonde reflektieren überraschend stark. Die Astronomen nehmen daher an, dass Nix und Hydra mit saubererem Wassereis bedeckt sind als Charon. Wie die beiden Plutotrabanten angesichts der zahlreichen Umwelteinflüsse im Kuipergürtel über Jahrmilliarden derart unbefleckte Oberflächen behalten konnten, ist momentan noch rätselhaft.

(sda/dpa)

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