Eine kurze Geschichte des Pluto-Beobachtens: Von seiner Entdeckung zu New Horizons Flyby
Künstlerische Darstellung von New Horizons, die sich dem fernen Zwergplaneten Pluto nähert. Im Hintergrund schwebt Plutos größter Mond Charon. (Bildnachweis: NASA/JHU APL/SwRI/Steve Gribben)
Pluto hat fast ein Jahrhundert lang die Fantasie der Menschen beflügelt.
Die 1930 entdeckte eisige Welt am Rande des Sonnensystems ist bis heute rätselhaft: Weil Pluto relativ klein und so weit entfernt ist, konnten Teleskope auf und in der Nähe der Erde sein Maß nicht messen.
Aber das ändert sich, und zwar schnell. Die NASA-Raumsonde New Horizons erhält bereits einen guten Blick auf Pluto und wird während eines Vorbeiflugs am 14. Juli die ersten Nahaufnahmen der Geschichte des Zwergplaneten zurückgeben. [ Pluto Flyby von New Horizons: Vollständige Abdeckung ]
Mit der Enthüllung von Pluto am Horizont, hier ein kurzer Blick auf vergangene und gegenwärtige Bemühungen, die schwer fassbare Welt zu studieren.
Die Jagd nach dem neunten Planeten
Unregelmäßigkeiten in den Umlaufbahnen von Uranus und Neptun ließen eine Handvoll Astronomen zu dem Schluss kommen, dass es einen neunten Planeten jenseits dieser beiden „Eisriesen“ gab.
Die wichtigsten unter diesen Forschern waren die amerikanischen Astronomen Percival Lowell und William Pickering. Lowell, der mit Begeisterung die »Kanäle« des Mars erforscht hatte, die er einer fremden Kultur zuschrieb, hatte in Arizona ein Observatorium gebaut, um die Planeten besser studieren zu können. Neben der Beobachtung von Mars und Venus verbrachte er das letzte Jahrzehnt seines Lebens damit, nach dem mysteriösen neunten Planeten zu suchen, den er 'Planet X' nannte.
Im März und April 1915 gelang es dem Lowell Observatory zu fotografieren Pluto , obwohl das Objekt unerkannt blieb, weil es schwächer als erwartet war. Zum Zeitpunkt von Lowells Tod am 12. November 1916 war Pluto noch immer nicht gefunden worden.
Lowell war nicht allein auf der Jagd nach dem neunten Planeten. Pickering suchte auch nach dem letzten Planeten im Sonnensystem. Seine Berechnungen für die vermeintliche Umlaufbahn des Objekts änderten sich jedoch ständig. Obwohl seine Vorhersage an einem Punkt Plutos tatsächlicher Position nahe kam, führte eine andere Überarbeitung dazu, dass er sich woanders umschaute, und Pluto entzog sich ihm weiterhin.
Lowells Tod verließ das Observatorium mit erheblichen Mitteln, um die Suche fortzusetzen. Rechtliche Fragen bezüglich seines Testaments verschlangen jedoch einen Großteil des Geldes, was die Suche nach dem unsichtbaren Planeten X vorübergehend stoppte.
1929, Clyde Tombaugh kam von seinem Haus in Kansas am Lowell Observatory an. Als Amateurastronom hatte Tombaugh keine formale Ausbildung oder Ausbildung, aber er hatte den Leiter des Observatoriums beeindruckt. Tombaugh begann bald eine mühsame Suche nach dem vorhergesagten neunten Planeten.
10 Monate lang fotografierte Tombaugh den Nachthimmel. Mit einem als Blink-Komparator bekannten Werkzeug studierte er zwei Bilder gleichzeitig und suchte nach Bewegungen zwischen den Platten, die auf Lowells fehlenden Planeten hinweisen würden. Am 18. Februar 1930 entdeckte Tombaugh ein kleines, schwaches Objekt jenseits der Neptunbahn. Die Entdeckung des schwer fassbaren Planeten X wurde am 13. März 1930 offiziell bekannt gegeben – dem Geburtstag von Percival Lowell.
In das Observatorium gingen Vorschläge ein, wie man das neueste bekannte Mitglied des Sonnensystems nennen sollte. Letztendlich machte der Vorschlag einer 11-jährigen Engländerin namens Venetia Burney den Durchbruch, und der neunte Planet erhielt seinen Namen vom römischen Gott der Unterwelt.
Studien zeigten schließlich, dass Pluto nicht die erforderliche Masse hat, um die Umlaufbahnen von Uranus und Neptun zu stören. Die Berechnungsfehler, die zu seiner Entdeckung führten, wurden später auf eine falsche Massenschätzung für Neptun zurückgeführt, ein Wert, der von der NASA-Mission Voyager 2 verfeinert wurde. [ Fotos von den NASA-Sonden Voyager 1 und 2 ]
Die Monde von Pluto
Jahrzehntelang schien Pluto der einzige Bewohner des äußeren Sonnensystems zu sein.
Dann, am 22. Juni 1978, bemerkte der amerikanische Astronom James Christy, dass eine scheinbar beträchtliche Beule auf Pluto die Position veränderte. Eine Reihe von Fotos aus dem Jahr 1970 zeigte, dass die Beule – von der Christy erkannte, dass es sich um einen Satellit handeln musste – alle sechs Tage um Pluto herumwanderte. Benannt Charon, nach dem Fährenpiloten, der in der griechischen Mythologie die Toten in Plutos Reich bringt, bot der große Mond die Pause, die Wissenschaftler brauchten, um Pluto selbst endlich zu verstehen.
Mit Hilfe von Charon konnten Astronomen endlich eine Masse und einen Radius für Pluto bestimmen. Es gelang ihnen auch, eine Masse und einen Radius für Charon zu berechnen, wobei festgestellt wurde, dass er etwa die Hälfte des Durchmessers und ein Siebtel der Masse von Pluto beträgt. Damit ist Pluto-Charon das größte Planet-Mond-System im Sonnensystem.
Der Schwerpunkt des Paares liegt tatsächlich außerhalb von Pluto, an einem Punkt zwischen den beiden Körpern. Infolgedessen betrachten viele Astronomen Pluto-Charon als ein doppeltes Zwergplanetensystem.
Pluto und Charon liegen so weit von der Erde entfernt, an den äußeren Rändern des Sonnensystems, dass Astronomen sie nicht als zwei Körper auflösen konnten, bis das Hubble-Weltraumteleskop der NASA sie 1990 untersuchte.
Charon blieb fast 30 Jahre lang der einzige bekannte Satellit von Pluto. Dann wandten sich die Wissenschaftler wieder dem Zwergplaneten auf der Suche nach Monden zu, die Probleme für New Horizons verursachen könnten, das im Januar 2006 gestartet wurde. Als Ergebnis entdeckte Hubble 2005 die beiden kleinen Monde Nix und Hydra. Forscher, die Hubble verwendeten, entdeckten auch 2011 bzw. 2012 zwei weitere winzige Satelliten, die schließlich Kerberos und Styx genannt wurden. [ Fotos von Pluto und seinen Monden ]
Die Vorfreude stieg, als New Horizons Anfang dieses Jahres begann, sich Pluto zu nähern, und viele fragten sich, ob vielleicht noch mehr kleine, versteckte Monde um den Zwergplaneten herum gefunden werden könnten. Aber am 2. Juli gab das Missionsteam Entwarnung und gab bekannt, dass um Pluto herum keine Neumonde gefunden wurden. Das Fehlen neuer Satelliten bedeutet, dass die Raumsonde auf ihrem ursprünglichen Kurs durch das Zwergplanetensystem bleiben wird und dient als beeindruckende Erinnerung an die Fähigkeiten von Hubble.
Der Kuipergürtel
Nach Plutos Entdeckung im Jahr 1930 spekulierten viele Wissenschaftler über die Existenz anderer kleiner, eisiger Körper im äußeren Sonnensystem. Im Vergleich zu seinem Nachbarn Neptun und den anderen Gasriesen schien Pluto aufzufallen.
Trotz dieser Spekulationen entdeckten die Astronomen David Jewitt und Jane Luu erst 1992 einen zweiten kleinen, eisigen Körper in der Nähe von Pluto. Sechs Monate später hatten sie einen dritten gefunden. Innerhalb weniger Jahre füllte sich die einst leere Region des Weltraums jenseits des neunten Planeten schnell mit einer Population kleiner, eisiger Felsen.
Tombaughs Entdeckung wurde schließlich die erste eines völlig neuen Teils des Sonnensystems, der nach dem Astronomen Gerard Kuiper Kuipergürtel genannt wird. Obwohl Kuiper spekulierte, dass sich eine so weit entfernte Scheibe von Objekten im frühen Sonnensystem gebildet haben könnte, glaubte er ironischerweise nicht, dass sie bestehen blieb.
Der Kuipergürtel war der Beginn von Plutos Untergang als Planet. Heute gibt es im Kuipergürtel Hunderttausende von Eiskörpern mit einer Breite von mehr als 100 Kilometern und mehr als eine Billion Kometen.
Im Jahr 2005 entdeckten Astronomen ein großes Pluto-großes Objekt namens Eris, das im Gürtel kreist. Zunächst wurde Eris als 10. Planet gefeiert. In einem umstrittenen Urteil aus dem Jahr 2006 überarbeitete die Internationale Astronomische Union jedoch die Definition eines Planeten, klassifizierte Pluto neu und gab ihm den Status eines 'Zwergplaneten'. Sowohl Eris als auch die Insasse des Asteroidengürtels Ceres erhielten den gleichen Titel.
Neben Eris wurden später zwei weitere Zwergplaneten entdeckt. Im Jahr 2008 wurden sowohl Makemake als auch Haumea als Zwergplaneten in der Kuipergürtel-Region klassifiziert.
Die Neuklassifizierung von Pluto erregte große Wut, als es geschah, und die Gefühle gehen weiter hoch laufen heute. Einige Leute spekulieren, dass der bevorstehende Besuch von New Horizons Pluto helfen könnte, seinen Status als vollwertiger Planet wiederzuerlangen.
Neue Horizonte
Am 14. Juli 2015 wird die Sonde New Horizons zum ersten Mal Pluto nahe kommen. Die Raumsonde soll einen noch nie dagewesenen Blick auf das Doppel-Zwerg-Planetensystem ermöglichen.
Als New Horizons am 19. Januar 2006 von Florida aus startete, regierte Pluto noch als vollwertiger Planet. Es dauerte neuneinhalb Jahre, bis die Raumsonde die Reise zu den äußeren Rändern des Sonnensystems antrat. Auf dem Weg dorthin führte New Horizons 2007 Vorbeiflugbeobachtungen von Jupiter und seinen Monden durch, als der massive Planet der Raumsonde einen Gravitationsschub verlieh.
Ende Mai 2015 erreichte New Horizons den Bereich, in dem seine Fotos so scharf waren wie Bilder des Hubble-Teleskops. Im Juni wurden fast täglich Bilder veröffentlicht, die die mit dem Weltraumteleskop aufgenommenen übertrafen und die Menschen mit dem Zwergplaneten bekannt machten, der einst nur eine Unschärfe von Pixeln war.
Die größte Überraschung war der starke Farbunterschied zwischen Pluto und seinem größten Mond Charon. Während Pluto rotbraun ist, hat sich Charon als ziemlich grau gezeigt. Das Handwerk hat Bilder gesammelt, die die wechselnden Gesichter der beiden zeigen, einschließlich ungewöhnlicher Pole und rätselhafter Stellen.
Am 4. Juli erlitt das Raumschiff eine Herzsprung-Anomalie, die dazu führte, dass das Raumschiff nur 10 Tage vor seiner nächsten Annäherung in den abgesicherten Modus wechselte. Es stellte sich heraus, dass das Problem ein Timingfehler in der Befehlsfolge des Fahrzeugs war – einer, der nicht wiederholt werden sollte. Während einige wissenschaftliche Studien verloren gingen, gab das Team bekannt, dass die Hauptziele der Mission nicht betroffen waren. Am 7. Juli kehrte New Horizons zum normalen Wissenschaftsbetrieb zurück.
Die nahen Annäherungsbilder, die New Horizons zur Erde zurückbringt, werden inspirierend sein, aber sie werden nicht das Ende der Mission darstellen. Die Raumsonde wird noch monatelang Daten vom Vorbeiflug nach Hause beamen, und Planetenwissenschaftler werden daran arbeiten, die Bedeutung der Daten für die kommenden Jahre zu verstehen.
Und New Horizons wird weiterhin die äußeren Ränder des Sonnensystems durchqueren. Das Missionsteam hat eine Missionserweiterung vorgeschlagen, die – falls von der NASA genehmigt und finanziert – die Sonde 2019 an einem zweiten Kuipergürtel-Objekt vorbeifliegen würde.
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