Zwergplanet Pluto: Fakten über den eisigen ehemaligen Planeten

Pluto im Juli 2015

Eine weite Ansicht von Pluto, aufgenommen von der Raumsonde New Horizons im Juli 2015. (Bildnachweis: NASA/APL/SwRI)



Pluto, einst der neunte und von der Sonne entfernteste Planet, ist heute der größte bekannte Zwergplanet im Sonnensystem. Es ist auch eines der größten bekannten Mitglieder des Kuipergürtels, einer schattigen Zone außerhalb der Umlaufbahn von Neptun, von der angenommen wird, dass sie von Hunderttausenden von felsigen, eisigen Körpern mit einem Durchmesser von jeweils mehr als 100 Kilometern bevölkert wird, zusammen mit 1 Billion oder mehr Kometen.



Im Jahr 2006 wurde Pluto als Zwergplanet neu klassifiziert, eine Änderung, die allgemein als Degradierung angesehen wird. Die Frage nach Plutos Planetenstatus hat Kontroversen ausgelöst und angeregte Debatte in der wissenschaftlichen Gemeinschaft und unter den allgemeine Öffentlichkeit , seit damals. Im Jahr 2017 schlug eine Wissenschaftsgruppe (einschließlich Mitgliedern der New Horizon-Mission) eine neue Definition der Planetlichkeit basierend auf 'runden Objekten im Weltraum kleiner als Sterne' vor, die die Anzahl der Planeten in unserem Sonnensystem von 8 auf etwa 100 erhöhen würde .

Der amerikanische Astronom Percival Lowell entdeckte erstmals 1905 Hinweise auf die Existenz von Pluto durch seltsame Abweichungen, die er in den Umlaufbahnen von Neptun und Uranus beobachtete, was darauf hindeutet, dass die Schwerkraft einer anderen Welt an diesen beiden Planeten von jenseits zerrte. Lowell sagte 1915 die Position des mysteriösen Planeten voraus, starb aber, ohne ihn zu finden. Pluto wurde schließlich 1930 von . entdeckt Clyde Tombaugh am Lowell-Observatorium, basierend auf Vorhersagen von Lowell und anderen Astronomen.



Pluto erhielt seinen Namen von der 11-jährigen Venetia Burney aus Oxford, England, die ihrem Großvater vorschlug, dass die neue Welt ihren Namen vom römischen Gott der Unterwelt erhielt. Ihr Großvater gab den Namen dann an das Lowell Observatory weiter. Der Name ehrt auch Percival Lowell, dessen Initialen die ersten beiden Buchstaben von Pluto sind.

Physikalische Eigenschaften

Da Pluto so weit von der Erde entfernt ist, war bis 2015 wenig über die Größe oder die Oberflächenbedingungen des Zwergplaneten bekannt, als die NASA-Raumsonde New Horizons einen engen Vorbeiflug an Pluto machte. New Horizons zeigte, dass Pluto einen Durchmesser von 1.473 Meilen (2.370 km) hat, weniger als ein Fünftel des Durchmessers der Erde und nur etwa zwei Drittel so breit wie der Erdmond.

Beobachtungen von Plutos Oberfläche durch die Raumsonde New Horizons zeigten eine Vielzahl von Oberflächenmerkmalen, darunter Berge, die bis zu 11.000 Fuß (3.500 Meter) erreichen, vergleichbar mit den Rocky Mountains auf der Erde. Obwohl Methan- und Stickstoffeis einen großen Teil der Oberfläche von Pluto bedecken, sind diese Materialien nicht stark genug, um solch enorme Gipfel zu tragen. Wissenschaftler vermuten daher, dass die Berge auf einem Grundgestein aus Wassereis gebildet werden. [ Fotos von Pluto und seinen Monden ]



Die Oberfläche von Pluto ist auch mit Methaneis bedeckt, aber die Wissenschaftler von New Horizons haben erhebliche Unterschiede in der Art und Weise beobachtet, wie das Eis Licht über die Oberfläche des Zwergplaneten reflektiert. Der Zwergplanet besitzt auch Eisgrat Gelände das sieht aus wie eine Schlangenhaut; Astronomen entdeckten ähnliche Merkmale wie die Penitentes der Erde oder durch Erosion gebildete Merkmale auf bergigem Gelände. Die Pluto-Funktionen sind viel größer; sie werden auf eine Höhe von 1.650 Fuß (500 m) geschätzt, während die Erdmerkmale nur wenige Meter groß sind.

Ein weiteres markantes Merkmal auf Plutos Oberfläche ist eine große herzförmige Region, die inoffiziell als Tombaugh Regio (nach Clyde Tombaugh;Regionist lateinisch für Region). Die linke Seite der Region (ein Bereich, der die Form einer Eistüte annimmt) ist mit Kohlenmonoxid-Eis bedeckt. Andere Variationen in der Zusammensetzung von Oberflächenmaterialien wurden im „Herz“ von Pluto identifiziert.

In der Mitte links von Tombaugh Regio befindet sich eine sehr glatte Region, die vom New Horizons-Team inoffiziell als 'Sputnik Planum' bekannt ist, nach dem ersten künstlichen Satelliten der Erde, Sputnik. In dieser Region von Plutos Oberfläche fehlen Krater, die durch Meteoriteneinschläge verursacht wurden, was darauf hindeutet, dass das Gebiet auf einer geologischen Zeitskala sehr jung ist – nicht älter als 100 Millionen Jahre. Es ist möglich, dass diese Region noch immer durch geologische Prozesse geformt und verändert wird.



Diese eisigen Ebenen zeigen auch dunkle Streifen, die einige Meilen lang sind und in die gleiche Richtung ausgerichtet sind. Es ist möglich, dass die Linien durch raue Winde erzeugt werden, die über die Oberfläche des Zwergplaneten wehen.

Das Hubble-Weltraumteleskop der NASA hat auch Beweise dafür gefunden, dass Plutos Kruste enthalten könnte komplexe organische Moleküle .

Plutos Oberfläche ist mit etwa minus 375 Grad Fahrenheit (minus 225 Grad Celsius) einer der kältesten Orte im Sonnensystem. Im Vergleich mit früheren Bildern zeigten Bilder von Pluto, die vom Hubble-Weltraumteleskop aufgenommen wurden, dass der Zwergplanet im Laufe der Zeit anscheinend röter geworden war, anscheinend aufgrund von saisonalen Veränderungen.

Pluto kann einen unterirdischen Ozean haben (oder gehabt haben), obwohl die Beweise für diesen Fund noch ausstehen. Wenn der Ozean unter der Oberfläche existiert hätte, könnte er die Geschichte von Pluto stark beeinflusst haben. Wissenschaftler fanden zum Beispiel heraus, dass die Zone von Sputnik Planitia aufgrund der Eismenge in der Gegend, die so schwer war, dass sie Pluto insgesamt beeinflusste, die Ausrichtung von Pluto umlenkte. New Horizons schätzt, dass das Eis etwa 10 km dick ist. Ein unterirdischer Ozean sei die beste Erklärung für die Beweise, fügten die Forscher hinzu, obwohl bei weniger wahrscheinlichen Szenarien eine dickere Eisschicht oder Bewegungen im Gestein für die Bewegung verantwortlich sein könnten. Wenn Pluto einen flüssigen Ozean und genug Energie hätte, glauben einige Wissenschaftler, dass Pluto Leben beherbergen könnte.

Orbitale Eigenschaften

Plutos stark elliptische Umlaufbahn kann ihn mehr als 49-mal so weit von der Sonne entfernen wie die Erde. Da die Umlaufbahn des Zwergplaneten so exzentrisch oder weit von kreisförmig ist, kann der Abstand von Pluto von der Sonne erheblich variieren. Der Zwergplanet kommt der Sonne tatsächlich näher als Neptun seit 20 Jahren aus Plutos 248 Erdjahre langer Umlaufbahn, was Astronomen eine seltene Chance bietet, diese kleine, kalte, ferne Welt zu studieren.

Als Ergebnis dieser Umlaufbahn überquerte Pluto nach 20 Jahren als achter Planet (um von der Sonne auszugehen) im Jahr 1999 die Umlaufbahn von Neptun, um der am weitesten von der Sonne entfernte Planet zu werden (bis er in den Status eines Zwergplaneten herabgestuft wurde). ).

Wenn Pluto näher an der Sonne ist, taut sein Oberflächeneis auf und bildet vorübergehend eine dünne Atmosphäre, die hauptsächlich aus Stickstoff besteht, mit etwas Methan. Die geringe Schwerkraft von Pluto, die etwas mehr als ein Zwanzigstel der Erdanziehung beträgt, führt dazu, dass sich diese Atmosphäre viel höher als die der Erde ausdehnt. Wenn man sich weiter von der Sonne entfernt, wird angenommen, dass der größte Teil der Atmosphäre von Pluto einfriert und fast verschwindet. Dennoch kann Pluto in der Zeit, in der er eine Atmosphäre hat, anscheinend starke Winde erleben. Die Atmosphäre weist auch Helligkeitsschwankungen auf, die durch Schwerewellen oder Luft, die über Berge strömt, erklärt werden könnten.

Während Plutos Atmosphäre heute zu dünn ist, um Flüssigkeiten fließen zu lassen, könnten sie in der Antike entlang der Oberfläche geströmt sein. New Horizons fotografierte einen zugefrorenen See in Tombaugh Regio, der in der Nähe uralte Kanäle zu haben schien. Irgendwann in der Antike könnte der Planet eine etwa 40-mal dickere Atmosphäre gehabt haben als auf dem Mars.

Im Jahr 2016 gaben Wissenschaftler bekannt, dass sie mithilfe von New Horizons-Daten möglicherweise Wolken in Plutos Atmosphäre entdeckt haben. Die Ermittler sahen sieben helle Merkmale, die sich in der Nähe des Terminators (der Grenze zwischen Tageslicht und Dunkelheit) befinden, wo sich normalerweise Wolken bilden. Die Features sind alle niedrig und ungefähr gleich groß, was darauf hindeutet, dass es sich um separate Features handelt. Die Zusammensetzung dieser Wolken, wenn es sich tatsächlich um Wolken handelt, würde wahrscheinlich aus Acetylen, Ethan und Blausäure bestehen.

Eine Nahaufnahme der Oberfläche von Pluto, aufgenommen von der Raumsonde New Horizons im Juli 2015, zeigte die Anwesenheit von eisigen Bergen auf dem Zwergplaneten

Eine Nahaufnahme der Oberfläche von Pluto, aufgenommen von der Raumsonde New Horizons im Juli 2015, zeigte die Anwesenheit von eisigen Bergen auf der Oberfläche des Zwergplaneten.(Bildnachweis: NASA-JHUAPL-SwRI)

Zusammensetzung & Struktur

Einige der Parameter von Pluto laut NASA:

Atmosphärische Zusammensetzung: Methan, Stickstoff. Beobachtungen von New Horizons zeigen, dass sich die Atmosphäre von Pluto bis zu 1.600 Kilometer über die Oberfläche des Zwergplaneten erstreckt.

Magnetfeld: Es bleibt unbekannt, ob Pluto ein magnetisches Feld hat, aber die geringe Größe und langsame Rotation des Zwergplaneten deuten darauf hin, dass er wenig bis gar kein solches Feld hat.

Chemische Zusammensetzung: Pluto besteht wahrscheinlich aus einer Mischung aus 70 Prozent Gestein und 30 Prozent Wassereis.

Interne Struktur: Der Zwergplanet hat wahrscheinlich a felsigen Kern umgeben von einem Mantel aus Wassereis, mit exotischerem Eis wie Methan, Kohlenmonoxid und Stickstoffeis, das die Oberfläche bedeckt.

(Bildnachweis: Karl Tate, guesswhozoo.com)

Umlaufbahn & Rotation

Plutos Rotation ist im Vergleich zu den anderen Welten der Sonnensysteme rückläufig; es dreht sich rückwärts, von Ost nach West.

Durchschnittlicher Abstand von der Sonne: 3.670.050.000 Meilen (5.906.380.000 km) – 39.482 mal so viel wie die Erde

Perihel (nächste Annäherung an die Sonne): 2.756.902.000 Meilen (4.436.820.000 km) – 30.171 mal so viel wie die Erde

Aphelion (am weitesten von der Sonne entfernt): 4.583.190.000 Meilen (7.375.930.000 km) – 48.481 mal so viel wie die Erde

Plutos Monde

Pluto hat fünf Monde: Charon, Styx, Nix, Kerberos und Hydra, wobei Charon Pluto am nächsten und Hydra am weitesten entfernt ist.

1978 entdeckten Astronomen, dass Pluto hatte einen sehr großen Mond fast die Hälfte der eigenen Größe des Zwergplaneten. Dieser Mond wurde Charon genannt, nach dem mythologischen Dämon, der in der griechischen Mythologie Seelen in die Unterwelt brachte.

Da Charon und Pluto so ähnlich groß sind, unterscheidet sich ihre Umlaufbahn von der der meisten Planeten und ihrer Monde. Sowohl Pluto als auch Charon umkreisen einen Punkt im Raum, der zwischen ihnen liegt. ähnlich den Bahnen von Doppelsternsystemen Aus diesem Grund bezeichnen Wissenschaftler Pluto und Charon als Doppelzwergplanet, Doppelplanet oder Doppelsystem.

Pluto und Charon sind nur 12.200 Meilen (19.640 km) voneinander entfernt, weniger als die Flugentfernung zwischen London und Sydney. Charons Umlaufbahn um Pluto dauert 6,4 Erdentage, und eine Pluto-Rotation – ein Pluto-Tag – dauert ebenfalls 6,4 Erdentage. Dies liegt daran, dass Charon über derselben Stelle auf Plutos Oberfläche schwebt und dieselbe Seite von Charon immer Pluto zugewandt ist, ein Phänomen, das als Gezeitensperre bekannt ist.

Während Pluto einen rötlichen Farbton hat, erscheint Charon eher gräulich. In seinen Anfängen könnte der Mond einen unterirdischen Ozean enthalten haben, obwohl der Satellit heute wahrscheinlich keinen unterstützen kann.

Im Vergleich zu den meisten Planeten und Monden des Sonnensystems ist das Pluto-Charon-System in Bezug auf die Sonne auf die Seite gekippt.

Beobachtungen von Charon durch New Horizons haben das Vorhandensein von Schluchten auf der Mondoberfläche ergeben. Der tiefste dieser Canyons stürzt 9,7 km in die Tiefe. Ein langer Streifen von Klippen und Mulden erstreckt sich über 600 Meilen (970 km) über die Mitte des Satelliten. Ein Teil der Mondoberfläche in der Nähe eines Pols ist mit einem viel dunkleren Material bedeckt als der Rest des Planeten. Ähnlich wie in den Regionen von Pluto ist ein Großteil der Oberfläche von Charon frei von Kratern – was darauf hindeutet, dass die Oberfläche recht jung und geologisch aktiv ist. Wissenschaftler sahen Hinweise auf Erdrutsche auf seiner Oberfläche, das erste Mal, dass solche Merkmale im Kuipergürtel entdeckt wurden. Der Mond kann auch eine eigene Version der Plattentektonik besessen haben, die geologische Veränderungen auf der Erde verursacht.

Im Jahr 2005 fotografierten Wissenschaftler Pluto mit dem Hubble-Weltraumteleskop in Vorbereitung auf die New Horizons-Mission und entdeckten zwei weitere winzige Monde von Pluto , jetzt Nix und Hydra genannt. Diese Satelliten sind zwei- und dreimal weiter von Pluto entfernt als Charon. Basierend auf Messungen von New Horizons wird Nix auf 26 Meilen (42 km) lang und 22 Meilen (36 km) breit geschätzt, während Hydra auf 34 Meilen (55 km) lang und 25 Meilen (40 km) breit geschätzt wird. Es ist wahrscheinlich, dass die Oberfläche von Hydra hauptsächlich mit Wassereis bedeckt ist.

Wissenschaftler, die Hubble verwendeten, entdeckten 2011 einen vierten Mond, Kerberos. Dieser Mond wird auf einen Durchmesser von 8 bis 21 Meilen (13 bis 34 km) geschätzt. Am 11. Juli 2012, ein fünfter Mond , Styx, wurde entdeckt (mit einer geschätzten Breite von 6 Meilen oder 10 km), was die Debatte über Plutos Status als Planet weiter anheizte.

Die vier neu entdeckten Monde könnten durch die Kollision entstanden sein, die Charon erschaffen hat. Es wurde festgestellt, dass ihre Umlaufbahnen sehr chaotisch sind.

Forschung & Erkundung

Die New Horizons-Mission der NASA ist die erste Sonde, die Pluto, seine Monde und andere Welten im Kuipergürtel aus nächster Nähe untersucht. Es wurde im Januar 2006 gestartet und näherte sich Pluto am 14. Juli 2015 erfolgreich. Die letzten Daten wurden 2016 auf die Erde heruntergeladen. New Horizons ist jetzt auf dem Weg zum Kuipergürtel-Objekt 2014 MU69 , das es fliegt am 1. Januar 2019 vorbei.

Die New Horizons-Sonde trägt einige der Asche von Plutos Entdecker , Clyde Tombaugh.

Das begrenzte Wissen über das Pluto-System schuf beispiellose Gefahren für die New Horizons-Sonde. Vor dem Start der Mission wussten Wissenschaftler von der Existenz von nur drei Monden um Pluto. Die Entdeckung von Kerberos und Styx während der Reise der Raumsonde nährte die Idee, dass mehr Satelliten den Zwergplaneten umkreisen könnten. unsichtbar von der Erde . Kollisionen mit unsichtbaren Monden oder sogar kleinen Trümmerstücken könnten das Raumschiff ernsthaft beschädigt haben. Aber das Designteam von New Horizons stattete die Raumsonde mit Werkzeugen aus, um sie während ihrer Reise zu schützen.

Plutos Entstehung & Ursprünge

Die Leithypothese für die Bildung von Pluto und Charon ist, dass ein im Entstehen begriffener Pluto von einem anderen Pluto-großen Objekt mit einem flüchtigen Schlag getroffen wurde. Der größte Teil der kombinierten Materie wurde zu Pluto, während der Rest zu Charon ausgegliedert wurde, wie diese Idee nahelegt. [ Infografik: Pluto: A Dwarf Planet Oddity ]

Zusätzliche Berichterstattung von Mitarbeiterin Calla Cofield und von Elizabeth Howell und Nola Taylor Redd, guesswhozoo.com-Mitwirkenden.