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Freitag, 30.09.2016
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Pluto: Eisebene und Riesen-Atmosphäre

New Horizons-Daten liefern weitere Überraschungen vom fernen Eisplaneten

Zwergplanet mit Riesenatmosphäre: Die Raumsonde New Horizons hat weitere überraschende Details über den Pluto enthüllt. So besitzt er eine weite, erstaunlich junge Ebene aus gefrorenem Kohlenstoffmonoxid, deren Struktur getrocknetem Schlamm ähnelt. Außerdem hat der Zwergplanet eine erstaunlich große Atmosphäre: Sie reicht mindestens bis in 1.600 Kilometer Höhe und wird vom Sonnenwind zu einem rund 100.000 Kilometer langen Schweif ausgezogen.
Die grüne Markierung zeigt die Lage und Ausdehnung der neu entdeckten Eisebene

Die grüne Markierung zeigt die Lage und Ausdehnung der neu entdeckten Eisebene

Gerade erst hat New Horizons Aufnahmen eines sehr jungen Eisgebirges auf dem Pluto übermittelt, jetzt kommen schon die nächsten überraschenden Informationen. In den neuesten Aufnahmen und Daten ist nördlich dieses Eisgebirges eine ausgedehnte, kraterlose Ebene zu erkennen. Ihre Oberfläche besteht zumindest zum Teil aus gefrorenem Kohlenmonoxid, dessen Dicke zur Mitte der Ebene hin zunimmt.

Seltsame Schollen und Rinnen


Diese Eisebene kann nicht älter als rund 100 Millionen Jahre alt sein, wie die Forscher der New Horizons-Mission berichten. Auffallend ist dabei ihre Oberflächenstruktur: Sie besteht aus etwa 20 Kilometer großen Schollen, die von flachen Rinnen begrenzt werden. Einige dieser Rinnen enthalten dunkleres Material, andere werden von Hügelketten eingerahmt.

In einigen Gebieten ist der Innenraum der Schollen zudem von kleinen Löchern übersäht, wie sie typischerweise bei Sublimation von Eis zu Wasserdampf entstehen. "Die Entdeckung einer solchen riesigen, kraterlosen, sehr jungen Ebene übertrifft alle Erwartungen", sagt Jeff Moore, Leiter des Geologie-Teams der Mission. Die Aufnahmen der Sonde zeigten auch dunkle Streifen von mehreren Kilometern Länge, die sich in einer Richtung über die Schollen ziehen. Möglicherweise handelt es sich dabei um Material, das vom Wind verweht wurde.


Nahansicht der Eisebene mit den unregelmäßigen Schollen

Nahansicht der Eisebene mit den unregelmäßigen Schollen

Entstehung der Schollen rätselhaft


Wie diese Ebene entstanden sein könnte und was ihr ihre seltsame Struktur verlieh, ist noch rätselhaft. "Dieses Terrain ist nicht leicht zu erklären", sagt Moore. Die Forscher haben aber zwei Theorien dazu. Die unregelmäßig geformten Fragmente könnten durch Zusammenziehen der Oberfläche entstanden sein, ähnlich wie bei einer eintrocknenden Schlammfläche.

Alternativ könnten Konvektionsströmungen in der Eiskruste des Pluto zu diesen Rissen und Schollen geführt haben. Eine Wärmequelle im Inneren des Zwergplaneten müsste dann der Motor für diese Strömungen bilden. Die Kruste des Pluto besteht nach bisherigen Wissen aus gefrorenem Kohlenmonoxid, Methan- und Stickstoffeis. Das Eisgebirge scheint dagegen aus einem besonders harten Wassereis zu bestehen.

Ziemlich riesige Atmosphäre


Die Messdaten der Sonde zeigen auch, dass der Pluto eine ziemlich ausgedehnte Atmosphäre für seine eher geringe Größe besitzt. Die stickstoffhaltige Gashülle reicht bis in 1.600 Kilometer Höhe. Der Spektrograf an Bord von New Horizons konnte ihre Ausdehnung ermitteln, indem er nach dem Vorbeiflug zurückblickte und die Gashülle des Pluto im Gegenlicht der Sonne analysierte.

"Das ist erst der Anfang für die Atmosphärenforschung auf Pluto", betont Andrew Steffl vom Southwest Research Institute in Boulder. "Aber schon jetzt zeigen uns die Daten, dass Plutos Atmosphäre relativ betrachtet höher hinaufreicht als die der Erde." Noch hat die Raumsonde erst einen kleinen Teil ihrer Atmosphärendaten übermittelt. Die Forscher erwarten im nächsten Monat den vollen Satz der Gegenlichtmessungen.

Die Messdaten von New Horizons deuten auf einen lang ausgezogenen Schweif aus ionisiertem Stickstoff hin.

Die Messdaten von New Horizons deuten auf einen lang ausgezogenen Schweif aus ionisiertem Stickstoff hin.

Sonnenwind erzeugt Gasschweif


Die Atmosphäre des Zwergplaneten scheint aber nicht nur groß, sondern auch ziemlich anfällig zu sein. Denn New Horizons Daten zeigen, dass Pluto einen gigantischen Schweif aus ionisiertem Gas besitzt. Er füllt auf der sonnenabgewandten Seite den "Windschatten" des Zwergplaneten, der mindestens 109.000 Kilometer weit ins All hinaus reicht.

Erzeugt wird der Schweif höchstwahrscheinlich vom Sonnenwind. Denn selbst in dieser gewaltigen Entfernung von unserem Zentralstern wirkt sich dieser Strom aus energiereichen Partikeln und Strahlung noch aus. Am Pluto ionisiert das UV-Licht der Sonne vermutlich die Stickstoffatome der Atmosphäre und der Sonnenwind reißt sie mit sich fort. Ähnliche Plasmaschweife besitzen auch Venus und Mars.

Wie viel seiner Gashülle der Pluto durch diesen Effekt verliert, könnten weitere Daten der Sonde zeigen. "Im August werden wir mehr Daten von New Horizons bekommen, die wir dann mit den bisherigen kombinieren können, um die Verlustrate zu bestimmen", erklärt Fran Bagenal von der University of Colorado in Boulder. "Wenn wir das wissen, können wir auch Fragen zur Evolution der Atmosphäre auf Pluto besser beantworten."

"Wir haben bisher erst an der Oberfläche der Daten gekratzt", sagt der wissenschaftliche Leiter der Mission, Alan Stern vom Southwest Research Institute. "Aber schon jetzt scheint mir klar, dass wir bei der Erkundung des Sonnensystems das Beste für den Schluss aufgehoben haben."
(NASA/ JHUAPL, 20.07.2015 - NPO)
 
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