New Horizons: Auf dem Pluto gibt es gemischtes Eis

Noch sind nicht alle Daten von der Raumsonde New Horizons auf der Erde eingetroffen. Doch Planetologen beschäftigen sich intensiv damit und entdeckten eine faszinierende Welt am Rande unseres Sonnensystems.

In dieser Woche sind in der Fachzeitschrift Science fünf Aufsätze erschienen, die sich mit der Oberflächenbeschaffenheit und Geologie von Pluto und seinem größten Mond Charon beschäftigen, mit Plutos Atmosphäre, seiner Interaktion mit Phänomenen wie dem Sonnenwind und schließlich mit seinen kleineren Monden Styx, Nix, Kerberos und Hydra.

Tholine sollen Pluto rötlich färben

Pluto, der im August 2006 vom Planeten zum Zwergplaneten degradiert wurde, ist eine eisige Welt: Die Temperaturen liegen bei etwa minus 230 Grad Celsius extrem kalt. Entsprechend ist die Oberfläche dick mit Eis bedeckt. Dabei handelt es sich um gefrorenes Wasser, Kohlenmonoxid, Methan, um gefrorenen Stickstoff und Ammoniak. Hinzu kommt ein rötliches Material. Das könnten organische Moleküle, sogenannte Tholine, sein.

• 

Pluto und sein größter Mond Charon im Hintergrund (Foto: Nasa/JHUAPL/SwRI)

Das Eis hat sich zu abwechslungsreichen Geländeformen aufgetürmt, mit Bergen, Tälern oder großen Ebenen, teilweise mit Einschlagkratern darin. Etwa 30 verschiedene Geländeformationen unterschiedlichen Alters haben Wissenschaftler auf dem Pluto bislang ausgemacht. Einige Regionen sind vier Milliarden Jahre alt, stammen also aus der Frühzeit des Pluto, andere hingegen sind mit zehn Millionen Jahren sehr jung.

Die herzförmige Ebene entstand durch einen Einschlag

Die markanteste Formation auf der Oberfläche ist eine herzförmige Ebene auf der südlichen Hemisphäre, die den Namen Tombaugh bekommen hat, nach dem Pluto-Entdecker Clyde Tombaugh. Dessen linke Hälfte, die deutlich tiefer liegt als die umgebenden Berge, ist mutmaßlich durch einen Einschlag entstanden. Inzwischen ist die Oberfläche dort jedoch glatt.

Ein Teil der Ebene ist in Zellen gegliedert, die durch fast 100 Meter tiefe Rinnen getrennt sind. Die Oberfläche besteht hauptsächlich aus dickem Stickstoffeis. In den Zellen gibt es vermutlich Konvektionen: Wärmeres Eis steigt von unten auf. Dadurch entsteht eine blasenartige, glatte Oberfläche.

Konvektionen sollen die Ebene glätten

Diese Konvektionen würden auch erklären, weshalb es in der Ebene keine Einschlagkrater gibt: Durch diese Aktivität wird die Oberfläche immer wieder neu gestaltet und geglättet.

Ursache für manche Geländeformationen sind die verschiedenen Eigenschaften der unterschiedlichen Eisarten: Stickstoffeis ist schwerer als Wassereis. Deshalb driften hohe Berge aus gefrorenem Wasser in die Ebene aus gefrorenem Stickstoff, wo sie kilometerlange Ketten bilden.

Charons Nordpol ist rot

Anders als auf Pluto besteht die Oberfläche des Mondes Charon hauptsächlich aus Wassereis, mit Anteilen von gefrorenem Ammoniak im Umkreis von Einschlagkratern. Am Nordpol gibt es eine große rötliche Fläche - das könnten Tholine sein. Sie könnten vom Pluto stammen.

Die Oberfläche ist zweigeteilt: Die nördliche Hemisphäre ist bergig und weist viele Einschlagkrater auf. Die südliche ist eher flach und hat weniger Krater. Zwischen beiden Regionen gibt es Bruchlinien und Spalten, die bis zu sieben Kilometer tief sind. Die vier kleineren Monde Styx, Nix, Kerberos und Hydra sind relativ hell, was dafür spricht, dass sie ebenfalls mit Wassereis bedeckt sind.

Pluto ist ein Zwergplanet am Rande unseres Sonnensystems, etwa fünf Milliarden Kilometer von der Erde entfernt. Im Juli 2015 erreichte New Horizons nach mehr als neun Jahren Flugzeit den Pluto und passierte ihn in rund 12.000 Kilometern Entfernung. Dabei sammelten ihre sieben wissenschaftlichen Instrumente viele Daten, die nach und nach zur Erde geschickt werden. Im Herbst soll die Übertragung abgeschlossen sein.