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Neues von Pluto - Eisvulkane und mehr Die Auswertung der Daten der Plutosonde New Horizons [1, 2] geht in die nächste Runde. Der Zwergplanet [1] Pluto [1, 2] überrascht die Wissenschaftler immer wieder. Mit einigen Entdeckungen hatten die Forscher so weit außen im Planetensystem [1] nicht gerechnet. Und es gibt sie doch: Cryovulkane Bei den sog. Cryovulkanen [1, 2] handelt es sich um zwei große bergartige Strukturen südlich von Sputnik Planum [1, 2], einer riesigen Region aus Eis inmitten der herzartigen Struktur Tombaugh Regio [1, 2]. Die beiden potentiellen Eisvulkane besitzen enorme und entstanden wahrscheinlich durch die geologische Aktivität des Zwergplaneten innerhalb der letzten 10 Millionen Jahre. Die Entdeckung der Eisvulkane Wright Mons und Piccard Mons [1] gelang mithilfe von 3-dimensionalen topografischen Karten [1] (Abb. 1).
Abb. 1 Die potentiellen Eisvulkane Wright Mons (links) und Piccard Mons (rechts).
Wright Mons (Abb. 2) besitzt einen Durchmesser von rund 160 Kilometern. Seine Höhe von rund 4 Kilometern entspricht fast der Höhe des Mont Blanc [1], dem höchsten Berg Europas.
Abb. 2 Der potentielle Eisvulkan Wright Mons.
Die Aufnahmen beider Eisvulkane zeigen am Gipfel grubenartige Strukturen mit einem großen Loch im Zentrum und gleichen dem Aussehen von Vulkanen auf der Erde. Wahrscheinlich bildeten sie sich durch die cryovulkanische Eruption von Eissorten, die sich unterhalb der Plutooberfläche befinden. Der Eisauswurf könnte aus einer schlammartigen Masse eines Cocktails aus Wasser-, Stickstoff-, Ammoniak- und Methaneis [1] bestehen. Die grubenartige Struktur in Wright Mons besitzt einen Durchmesser von etwa 56 Kilometern und eine hügelartige Struktur sowie konzentrische Bruchstellen an deren Rand. Mit diesem Aussehen sind sie den irdischen Vulkanen umso ähnlicher. Ursachenforschung Die buckelartige Struktur der Bergflanken könnte durch nach unten gerichtete vulkanische Ausflüsse vom Gipfel entstanden sein - woraus sie bestehen ist unklar. Die Forscher veröffentlichten zudem eine Karte (Abb. 3) mit Positionen weiterer rund 1.000 Krater der Plutooberfläche, die einen großen Altersbereich zeigen. Die Oberfläche besitzt sehr alte Regionen, die direkt nach der Bildung der Planeten vor rund 4 Milliarden entstanden sowie sehr junge Bereiche, die sich erst innerhalb der letzten 10 Millionen Jahre gebildet haben.
Abb. 3 Die Position weiterer Krater der Plutooberfläche.
Neue Oberflächendaten zeigen ebenfalls Krater, deren Alter etwa in der Mitte der beiden Altersbereiche liegt. Diese breite Altersstruktur deutet auf eine fortwährende Aktivität des Zwergplaneten und könnte entscheidende Hinweise auf die Entstehung des Sonnensystems liefern. Durch das Zählen der Krater auf der Plutooberfläche erhoffen sich die Forscher Information über die Struktur des Kuiper-Gürtels [1]. Das Fehlen kleiner Krater auf Pluto und dessen Mond Charon [1, 2] deutet darauf hin, dass sich im Kuiper-Gürtel viel weniger kleine Objekte befinden als angenommen. Wahrscheinlich wurden kleine Objekte des Kuiper-Gürtels (Durchmesser geringer als 1 Kilometer) bei der Entstehung von größeren Objekten verbraucht. Dagegen sind die größeren Objekte (Durchmesser größer 10 Kilometer) wahrscheinlich direkt an ihrer jetzigen Position entstanden. [2] Ein geologisch aktiver Zwergplanet Der Mantel bezeichnet die Schicht zwischen der Kruste und dem Kern eines Planeten oder planetenartigen Himmelskörpers. Im Erdmantel [1] findet eine sehr langsame Konvektion [1] statt, bei der heißes Material aufsteigt und kühles Material nach unten sinkt. Diese langsame Bewegung findet während einer Dauer von mehreren Millionen Jahren statt und bewirkt die Bewegung der tektonischen Platten [1] auf der Erde. Ammoniak als Katalysator Die Plutooberfläche zeigt Anzeichen dieser geologischen Aktivität. Die Wissenschaftler [4] vergleichen die Konvektion des Mantels oftmals mit einem Topf Haferbrei auf einem heißen Herd: ist die Herdplatte nicht heiß genug, bleibt der Brei wie er ist; wird die Herdplatte heiß, kippt die Stimmung und der Haferbrei wird nach oben gedrückt. Allerdings besteht das Material der Plutooberfläche nicht aus Haferbrei, sondern aus verschiedenen Eissorten. Wie und ob diese Eissorten eine dem Haferbrei ähnliche Bewegung ausführen können, ist unklar. Inzwischen wissen die Forscher, dass sich unterhalb der Oberfläche des Pluto nicht nur Wassereis befindet, sondern ebenfalls (geringe Mengen) Ammoniak [1]. Ammoniak löst sich sehr gut in Wasser. Mit steigendem Ammoniakgehalt sinkt der Gefrierpunkt von Ammoniakwasser [1]. Der Ammoniak wirkt sozusagen als planetares Frostschutzmittel. In einem Konvektionsmodell des Pluto [4], bei dem sich unterhalb der Oberfläche ein Gemisch aus reinem Wassereis und 5 Prozent Ammoniak befindet, sinkt die Temperatur des Einsetzens der Konvektion; die Folge: die Konvektion setzt viel früher ein. Der Ammoniak erniedrigt die Viskosität [1] des Wassereises um einen Faktor 100.000 und ermöglicht eine geologische Aktivität des Zwergplaneten. Die obere Plutoatmosphäre Möglicherweise entweicht das Gas der Plutoatmosphäre doch durch einen Mechanismus, der dem der Erde und dem Planeten Mars [1] nicht unähnlich ist. Neues von den Plutomonden Innerhalb des Sonnensystems befinden sich nahezu alle Monde, einschließlich unserem Mond, in einer synchronen Rotation [1] um den dazugehörigen Planeten, jedoch nicht die kleinen Plutomonde. Bei der synchronen Rotation eines Mondes um seinen Planeten zeigt er diesem stets das "gleiche Gesicht". Die kleinen Plutomonde drehen sich viel schneller. Beispielsweise rotiert der entfernteste Mond, Hydra [1, 2], während einer Umrundung des Pluto 89 Mal um sich selbt. Die Wissenschaftler vermuten, daß diese Rotationsperioden deshalb chaotisch (variabel) sind, weil der große Plutomond Charon [1] ein starke Anziehungskraft [1] auf sie ausübt und somit verhindert, dass die kleinen Monde eine synchrone Rotation mit Pluto einnehmen. [2*, 5] Eine weitere Anomalie der kleinen Plutomonde: Die Forscher nahmen bisher an, dass die kleinen Monde um den Pluto taumeln; sie tun dies, jedoch wesentlich intensiver als angenommen. Die kleinen Plutomonde verhalten sich wie sich drehende Kreisel. Die neuen Aufnahmen der Monde lassen zudem vermuten, dass sie sich aus dem Verschmelzen von zwei oder mehreren noch kleineren Monden gebildet haben könnten. Wahrscheinlich besaß Pluto in der Vergangenheit viele weitere Monde (Abb. 4). Falls sich diese Vermutung bewahrheitet, wirft das ein ganz neues Licht auf die Entstehung des Plutosystems. [2*]
Abb. 4 Das Aussehen der kleinen Plutomonde.
Zunächst verteufelt, jetzt hochgelobt: die neuen Ergebnisse der Plutomission erheben den degradierten Planeten gegenwärtig zum Star unseres Sonnensystems, so einer der Wissenschaftler. Seit der Passage von New Horizons am Pluto wurden erst etwa 20 Prozent der gesammelten Daten zur Erde gesendet. Das Verschicken der restlichen Daten wird wahrscheinlich ein weiteres Jahr benötigen.
Abb. 5 Der Weg der Plutosonde von der Erde zum Pluto.
In den etwa 120 Tagen seit der Passage befindet sich New Horizons bereits etwa 140 Millionen Kilometer weiter vom Zwergplaneten entfernt und rund 5 Milliarden Kilometer von der Erde (Abb. 5). Bis zu ihrer Begegnung mit dem Asteroiden 2014 MU69 [1, 2] bleibt ihr genügend Zeit, den Wissenschaftlern neue Sensationen und Rätsel zu liefern. Das erhöht sowohl die Hoffnung als auch die Ungeduld der Wissenschafter, weitere neue, unerwartete und erstaunliche Erkenntnisse über den Zwergplaneten Pluto zu erhalten. _______________________ Über die weiteren Ergebnisse und Aufnahmen der Plutomission werden wir Sie auf dem Laufenden halten. _______________________
Falls Sie Fragen und Anregungen zu diesem Thema haben, schreiben Sie uns unter kontakt@ig-hutzi-spechtler.eu
Ihre
Quellenangaben: [1] Mehr Information über astronomische Begriffe [2] Weitere Information zu Pluto und New Horizons [3] Mehr Information zur AAS [4] www.purdue.org [5] Mehr Information zur Rotation der kleinen Plutomonde
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