Woraus ist Pluto gemacht?

Weit draußen in den Weiten des Sonnensystems liegt der Zwergplanet Pluto in einer Gegend aus Eis und Gestein, die als Kuipergürtel bekannt ist. Die eisigen Temperaturen bedeuten, dass der winzige Körper viel Eis enthält. Als die NASA-Raumsonde New Horizons im Juli 2015 an der winzigen Welt vorbeiflog, eröffnete sie neue Einblicke in seine Oberfläche und Zusammensetzung.

Oberfläche des Pluto

Da Pluto 30 bis 50 Mal so weit von der Sonne entfernt ist wie die Erde, ähnelt seine Zusammensetzung mehr den felsigen terrestrischen Planeten als den Gasriesen, die seine Nachbarn sind. New Horizons hat gezeigt, dass die Oberfläche des Zwergplaneten überwiegend aus Stickstoff-Eis besteht, dem Methan und Kohlenstoff beigemischt sind.

Als die Raumsonde ihren epischen Vorbeiflug machte, war das dominierende Merkmal von Pluto eine riesige herzförmige Region, die von den Wissenschaftlern der Mission informell Tombagh Regio genannt wurde. (Alle Namen von Merkmalen auf Pluto sind inoffiziell, da sie noch von der Internationalen Astronomischen Union genehmigt werden müssen.) Innerhalb des Herzens sind die Merkmale sehr unterschiedlich.

„Es gibt einen ausgeprägten Unterschied in der Beschaffenheit zwischen den jüngeren, gefrorenen Ebenen im Osten und dem dunklen, stark verkraterten Gelände im Westen“, sagte Jeff Moore, Leiter des Geologie-, Geophysik- und Bildgebungsteams von New Horizons, in einer Erklärung.

Das riesige Feld enthält eisige Gletscher und polygonale, blockartige Merkmale sowie zwei Berge, die Vulkane aus Eis sein könnten. Die Wissenschaftler glauben, dass die Blöcke, die sich auf einem Unterabschnitt des Herzens befinden, der als Sputnik Planum bekannt ist, Eisbrocken sein könnten, die vom gefrorenen Stickstoff im Inneren getragen werden und sich im Laufe der Zeit langsam bewegen wie Eisberge auf einem Ozean. Das Fehlen eines Kraters im Herzen ist noch aufschlussreicher: Kein einziger Krater bedeckt die Ebene, was darauf hindeutet, dass die Oberfläche relativ neu ist.

Wenn das Herz von Pluto jung ist, ist der Rest seiner Haut etwas älter. Krater bedecken die Oberfläche in unterschiedlichem Ausmaß, wobei einige stärker betroffen sind als andere. Die Oberfläche variiert auch in Farbe und Helligkeit, mit schwarzen, orangen und weißen Variationen. Methan variiert auf der Oberfläche, wobei es in den hellen Ebenen und an den Kraterrändern stark konzentriert ist, während es in den Kraterzentren und dunkleren Regionen fehlt.

Eine weitere Besonderheit auf Pluto ist die Cthulu Regio, oder „der Wal“. Entlang der südlichen Hemisphäre gelegen, ist Cthulu Regio eine dunkle Region, die an das Herz grenzt. Die dunklen Farben könnten aus „Tholinen“, komplexen Kohlenwasserstoffen, bestehen. Starke Kraterbildung deutet darauf hin, dass die Region Milliarden von Jahren alt ist, deutlich älter als das Herz. Die Oberfläche besitzt auch eine schwache Atmosphäre.

Entlang der Linie, die Tag und Nacht trennte, als die Raumsonde vorbeiflog, hat ein Teil der Oberfläche ein „schlangenhautartiges“ Aussehen.

„Es ist eine einzigartige und verwirrende Landschaft, die sich über Hunderte von Kilometern erstreckt“, sagte William McKinnon, stellvertretender Leiter des New Horizons Geology, Geophysics and Imaging (GGI)-Teams von der Washington University in St. Louis, in einer Erklärung.

„Es sieht eher wie Baumrinde oder Drachenschuppen aus als Geologie. Vielleicht ist es eine Kombination aus internen tektonischen Kräften und Eissublimation, die durch Plutos schwaches Sonnenlicht angetrieben wird.“

Vor der Ankunft von New Horizons machten die Entfernung und die geringe Größe von Pluto seine Untersuchung zu einer Herausforderung. Astronomen verließen sich bei der Untersuchung des Zwergplaneten auf fortschrittliche optische Geräte wie das Hubble-Weltraumteleskop. Das leistungsstarke Teleskop hat in den letzten Jahren neue Monde um Pluto entdeckt. Die Wissenschaftler nutzten Plutos größten Mond Charon, der etwa so groß wie der Zwergplanet ist und eine ähnliche Zusammensetzung aufweist, um die Oberfläche des Pluto zu untersuchen. Wenn Charon zwischen Pluto und Erde vorbeizieht, blockiert die Sonnenfinsternis das Licht von der Oberfläche, wodurch die Helligkeitsveränderungen auf Pluto hervorgehoben werden. Sie nutzten den Mond, der aufgrund seiner ähnlichen Größe oft als „Zwillingsplanet“ bezeichnet wird, auch, um die Berechnungen der Größe und Masse seines Begleiters zu verbessern.

Im Inneren des Pluto

Vor der Ankunft von New Horizons hielt man Pluto für einen toten Planeten mit einem felsigen Kern. Das überraschend jugendliche Aussehen der winzigen Welt deutet darauf hin, dass das Innere viel aktiver ist als angenommen. Während er einen felsigen inneren Kern enthält, könnte die äußere Mantelschicht einst ein Ozean aus flüssigem Wasser gewesen sein, der erst vor kurzem (aus geologischer Sicht) gefroren ist.

Die schwimmenden Eisberge von Sputnik Planum geben einen Einblick in die Erwärmungsprozesse innerhalb der winzigen Welt, da konvektive Heizzellen ihre Entstehung erklären könnten. Wenn die Eisberge, die die Ebene begrenzen, den konvektiven Bereich erreichen, werden sie an den Rand der Zellen geschoben, wo sie sich ansammeln. Eine dieser Anhäufungen, die informell als Challenger Colles bekannt ist, ist etwa 60 Kilometer lang und 35 Kilometer breit. Pluto liegt im weit entfernten Kuipergürtel, in dem sich ähnliche Fels- und Eiskörper befinden. Diese Teile sind am Anfang des Sonnensystems übrig geblieben. Der Kuipergürtel beherbergt nicht nur Zwergplaneten und Asteroiden, sondern auch Kometen; Wissenschaftler glauben, dass Pluto einen Schweif entwickeln würde, wenn er nahe genug an die Sonne herankäme. Der Kern eines Planeten bildet sich als erstes, aber Plutos Kern hat während seiner Entstehung nicht genug Masse angesammelt, um ihm zu helfen, sich zu einem vollwertigen Planeten zu entwickeln.

Follow Nola Taylor Redd on Twitter @NolaTReddor Google+. Folgen Sie uns bei @Spacedotcom, Facebook oder Google+. Ursprünglich veröffentlicht auf Space.com.

(Bildnachweis: Karl Tate, SPACE.com)

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