Wissenschaft

Neue Pluto-Bilder zeigen einen Planeten, auf dem überraschend viel los ist

Gletscher aus gefrorenem Stickstoff kriechen über seine Oberfläche, Nebel gleiten durch seine ausgedehnte Atmosphäre und dunkle organische Verbindungen regnen auf ihn herab.

Von Nadia Drake
In dieser Aufnahme der Raumsonde New Horizons vom 15. Juli, in der Pluto von hinten beleuchtet wird, ist der neblige Himmel um den Zwergplaneten erkennbar.

In weiter Ferne, in den eisigen Randbereichen des Sonnensystems, lassen sich auf dem Zwergplaneten Pluto überraschend viele dynamische Phänomene beobachten.

Neue Aufnahmen, die von der NASA-Raumsonde „New Horizons“ zur Erde gesendet wurden, zeigen einen Himmelskörper, auf dem viele langsame Bewegungen stattfinden: Gletscher aus gefrorenem Stickstoff kriechen über seine Oberfläche, Nebel gleiten durch seine ausgedehnte Atmosphäre und dunkle organische Verbindungen regnen auf ihn herab.

„Pluto hat eine sehr interessante Geschichte, und wir haben noch sehr viel Arbeit vor uns, um diesen äußerst komplizierten Ort zu verstehen“, sagte New Horizon-Forschungsleiter Alan Stern in einem Pressegespräch am Freitag.

Vor zehn Tagen, am 14. Juli, flog die Raumsonde New Horizons am Pluto und seinen fünf bekannten Monden vorbei. Seitdem haben die Wissenschaftler gelernt, dass der gefrorene Zwergplanet weitaus mehr ist als ein Steinklumpen, auf dem die Zeit still steht. Alle Formationen, die sie beobachten konnten, scheinen in irgendeiner Form in Bewegung zu sein.

Vier hochauflösende Fotos der New Horizons wurden mit Farbdaten kombiniert, um eine schärfere Darstellung des Pluto und seiner außergewöhnlich vielfältigen Oberfläche zu erstellen.

Die Forscher zeigen sich überrascht von dem Ausmaß der Aktivitäten auf einem derart kleinen Himmelskörper in einem entlegenen Bereich des Sonnensystems, wo in ewiger Dunkelheit Planetentrümmer treiben.

„Wir haben sogar Belege für gegenwärtige geologische Aktivität“, sagt Teammitglied Bill McKinnon von der Washington University in St. Louis. Mit einer derartigen Entdeckung „werden unsere kühnsten Träume wahr“.

Pluto und sein großer Mond Charon, dargestellt in natürlichen Farben, bilden ein Doppelplanetensystem. „Ein Doppelplanetensystem wurde noch nie zuvor beobachtet. Für uns ist es eine Art wissenschaftliches Wunderland“, sagt Alan Stern.

KLEINE WILDE WELT

Einige der am 24. Juli veröffentlichten Bilder zeigen vergrößerte Darstellungen eines Teils der Pluto-Oberfläche, der unter Eingeweihten als Tombaugh-Region bezeichnet wird. Oft wird dieser Bereich des Planeten auch als das „Herz“ bezeichnet. Er beherbergt auffallend vielfältige Landschaften. Das Herz ist relativ glatt, die Landstriche an dessen Rändern aber keineswegs.

Steile vereiste Berge und erodierte, pockennarbige Landschaften umringen einen Teil der westlichen Hälfte des Herzens. Im Norden, am Rande eines riesigen Eisfeldes, das als Sputnik-Ebene bezeichnet wird, schieben sich Gletscher aus fließendem gefrorenem Stickstoff über die wellige Oberfläche.

Das „Herz“ von Pluto ist zu einem großen Teil von einem riesigen Eisfeld bedeckt, das als Sputnik-Ebene bezeichnet wird. Über dieses Eisfeld fließen nicht-wässrige Eise und bilden wirbelartige Muster, wenn sie um Hindernisse strömen und in Vertiefungen sinken.

Im Süden, wo sich Gebirgsketten in die Höhe recken, die nach den Mount-Everest-Erstbesteigern Edmund Hillary und Tenzing Norgay benannt sind, fließen nichtwässrige Eise um die Berge herum und sammeln sich in großen Einschlagkratern.

„Stickstoffeis, Kohlenmonoxideis, Methaneis – diese Eise sind geologisch weich und formbar, selbst unter den Umgebungsbedingungen des Pluto, und fließen auf die gleiche Weise wie Gletscher auf der Erde“, sagt McKinnon. „Es ist ein sehr junger Himmelskörper.“

In der Nähe der nordwestlichen Grenze von Plutos „Herz“ liegt eine vielfältige Bergformation zwischen hellen, vereisten Ebenen und alten, dunklen Kraterlandschaften. Der große eisgefüllte Krater links vom Zentrum hat ungefähr die Fläche des Großraums von Washington, D.C.

Die beobachteten Eisflüsse sowie polygonale Formationen, die in der letzten Woche entdeckt wurden, deuten darauf hin, dass die Landschaftsbewegungen auf dem Pluto von Wärme angetrieben sein könnten, die aus dem Planeteninneren abgestrahlt wird. Die Polygone sind glatte, herausgehobene Gebiete, die von flachen Frakturen umgeben sind, die durch Konvektion innerhalb von Plutos Eishülle gebildet worden sein könnten.

Anders formuliert: Was wir beobachten, sind die Eisschichten von Pluto, die in Zeitlupe durchmischt werden.

Aber es gibt noch mehr zu sehen. Auf neuen, verbesserten Farbfotos sieht Pluto wie eine Welt aus, die ins Kreuzfeuer eines Interplanetaren Paintball-Kampfes geraten ist. Seine gesamte Oberfläche ist mit farbigen Klecksen übersät: einige dunkel, einige hell, einige blau, andere blass-pink.

„Einige Teile sehen wie Gebäck aus, zum Beispiel in der Nähe des Äquators, andere sind von Kondensationsresten der Eise bedeckt. Gut zu sehen ist das zum Beispiel am Nordpol“, sagt Cathy Olkin, stellvertretende Projektleiterin von New Horizons.

Ein großer pfirsichfarbener Fleck bildet einen großen Teil des „Herzens“ von Pluto. Dieses Herz ist nach den Beobachtungen der Wissenschaftler allerdings unverkennbar „gebrochen“: Es ist in zwei Hälften geteilt, und auf einer dieser Hälften bewegen sich Eise, die über Plutos Äquator fließen.

„Helles Material, wahrscheinlich Stickstoffschnee, wird vom Ort seiner Entstehung an der westlichen Ausbuchtung abtransportiert. Vielleicht durch Winde“, meint Stern, „oder durch Sublimierung“.

Dann gibt es noch die Polarkappe des Planeten, die orange-bronzefarben gefärbt ist, und deren Ausläufer sich vom Nordpol aus über komplexe Landschaften erstrecken. Weitere Daten von New Horizons werden Wissenschaftlern Hinweise darauf geben, aus welchen Bestandteilen die farbenfrohen Gebiete zusammengesetzt sind.

NEBLIGE ATMOSPHÄRE

Und was passiert oberhalb der Oberfläche? Plutos Atmosphäre, die uns seit 1988 bekannt ist, die wir aber bisher nicht sehen konnten, ist ein zarter aber ausgedehnter Schleier, der sich mehr als 1600 Kilometer über der Oberfläche des Himmelskörpers erstreckt.

Es gibt eine Vielzahl von Theorien dazu, wie dieser Schleier sich verhalten könnte, während Pluto seine eiförmige Umlaufbahn absolviert, auf der er sich zur Zeit von der Sonne entfernt, um in den Pluto-Winter einzutreten.

Die Atmosphäre sah jedoch ganz anders aus, als in den Vorhersagen vermutet, die davon ausgegangen waren, dass die Atmosphäre des Pluto beim Wintereintritt kollabieren müsste.

Stattdessen hat sich die Atmosphäre während der bisher zwei Jahrzehnte dauernden Beobachtungen immer weiter ausgedehnt. Inzwischen zeigen allerdings neue Daten des REX-Messgeräts von New Horizons, dass die Atmosphäre von Pluto innerhalb der letzten zwei Jahre fast die Hälfte ihrer Masse verloren hat.

„Es ist nur ein einziger Datenpunkt, aber er ist signifikant. Wir werden ihn genauer untersuchen müssen“, sagt Teammitglied Michael Summers von der George Mason University.

Auf diesem Bild sind zwei der kleinen Monde des Pluto zu erkennen: Nix und Hydra. Nix, auf dem Bild links zu sehen, hat einen hellen roten Fleck, der seine ursprüngliche Färbung zeigen könnte, die durch einen Einschlag oder anderen Prozess offengelegt wurde.

Für eine zuverlässige Bewertung der Bedeutung des REX-Datenpunkts ist es noch zu früh, es liegt jedoch nahe zu vermuten, dass dramatische Veränderungen eingetreten sind. Ob wir Zeuge eines Schrumpfungsprozesses oder nur einer vorübergehenden Schwankung sind, ist unklar.

Klar ist dagegen, dass Plutos Himmel mit mehrschichtigen Nebeln gefüllt ist, mit winzigen Partikeln, die sich als Rauchschwaden bis zu 160 Kilometer über die Pluto-Oberfläche erheben und dann auf sie zurück stürzen, wobei sie zu seiner rötlichen Färbung beitragen.

Die Nebel sind so dünn, dass ein Beobachter auf der Oberfläche sie nicht sehen könnte. Aber ähnlich wie der Saturnmond Titan ist der Nebel von Pluto sichtbar, wenn die Sonne ihn von hinten beleuchtet. Die Raumsonde New Horizons konnte einen entsprechenden günstigen Blickwinkel einnehmen, als sie den Zwergplaneten hinter sich ließ – inzwischen befindet sie sich 11,2 Millionen Kilometer von Pluto entfernt.

„Der Nebel ist riesig“, sagt Summers. „Er bildet sich in hohen Atmosphärenschichten, in denen sehr hohe Temperaturen herrschen … Es ist ein Mysterium. Er gehört zu den Phänomenen, mit denen wir uns zukünftig genauer beschäftigen müssen.“

Artikel in englischer Sprache veröffentlicht am 24. Juli 2015

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