Plutos dunkle Seite ist dank des Lichts des Mondes des Zwergplaneten schwach sichtbar geworden.
Als 2015 die NASA-Raumsonde New Horizons an Pluto vorbeiflog, waren fast alle Bilder der unerwartet komplexen Oberfläche des Zwergplaneten von der von der Sonne beleuchteten Seite (SN: 15.07.15). Dunkelheit hüllte die andere Hemisphäre des Zwergplaneten ein. Einige davon, wie die Gegend in der Nähe des Südpols, hatten die Sonne seit Jahrzehnten nicht gesehen.
Jetzt haben Missionswissenschaftler endlich einen groben Blick auf die dunkle Seite des Zwergplaneten veröffentlicht. Die Forscher beschreiben den Prozess der Aufnahme des Fotos und was es ihnen darüber sagt, wie sich der Stickstoffkreislauf von Pluto auf seine Atmosphäre auswirkt 20. Oktober in der Zeitschrift für Planetenwissenschaft.
Bevor New Horizons an Pluto vorbeizog, vermutete das Team, dass der größte Mond des Zwergplaneten, Charon, genug Licht reflektieren könnte, um die Oberfläche der fernen Welt zu beleuchten. Also ließen die Forscher die Raumsonde sich wieder der Sonne zuwenden, um zum Abschied einen Blick auf Pluto zu werfen.
Zuerst zeigten die Bilder nur einen Ring aus Sonnenlicht, der durch Plutos dunstige Atmosphäre filtert (SN: 24.07.15). „Es ist sehr schwer, in diesem grellen Licht etwas zu sehen“, sagt der Planetenforscher John Spencer vom Southwest Research Institute in Boulder, Colorado Windschutzscheibe.”
Spencer und Kollegen unternahmen ein paar Schritte, um Details von Plutos dunkler Seite aus dem grellen Licht herauszuholen. Zuerst ließ das Team die Raumsonde 360 kurze Schnappschüsse des beleuchteten Zwergplaneten machen. Jede war etwa 0,4 Sekunden lang, um eine Überbelichtung der Bilder zu vermeiden. Das Team machte auch Schnappschüsse der Sonne ohne Pluto im Rahmen, damit die Sonne nachträglich herausgezogen werden konnte.
Tod Lauer vom National Optical Astronomy Observatory in Tucson, Arizona, versuchte die Bilder zu verarbeiten, als er die Daten im Jahr 2016 erhielt. Damals waren die restlichen Daten von New Horizons noch frisch und beanspruchten die meiste Aufmerksamkeit. Also hatte er keine Zeit, ein so kniffliges Projekt in Angriff zu nehmen.
Aber „es war etwas, das einfach nur dagesessen und mich angefressen hat“, sagt Lauer. 2019 versuchte er es erneut. Da sich das Raumschiff während der Aufnahme der Bilder bewegte, war jedes Bild ein wenig verschmiert oder verschwommen. Lauer hat einen Computercode geschrieben, um diese Unschärfe aus jedem einzelnen Bild zu entfernen. Dann fügte er das reflektierte Charon-Licht in jedem dieser Hunderte von Bildern zusammen, um ein einzelnes Bild zu erzeugen.
„Als Tod diese sorgfältige Analyse durchführte, sahen wir endlich etwas im Dunkeln auftauchen … was uns einen kleinen Eindruck davon vermittelte, wie der dunkle Pol von Pluto aussieht“, sagt Spencer.
Dass das Team überhaupt etwas bekommen hat, ist beeindruckend, sagt die Planetenforscherin Carly Howett, ebenfalls vom Southwest Research Institute und die im New Horizons-Team ist, aber nicht an dieser Arbeit beteiligt war. „Es ist wirklich sehr, sehr schwer, mit diesem Datensatz zu arbeiten“, sagt sie. „Ein großes Lob an dieses Team. Das hätte ich nicht machen wollen.”
Das Bild, sagt Howett, kann Wissenschaftlern helfen zu verstehen, wie sich die kalte Stickstoffatmosphäre von Pluto mit ihren jahrzehntelangen Jahreszeiten ändert. Die Atmosphäre von Pluto wird dadurch gesteuert, wie viel Stickstoff sich in einer Gasphase in der Luft befindet und wie viel an der Oberfläche gefroren ist. Je mehr Stickstoffeis verdunstet, desto dicker wird die Atmosphäre. Wenn zu viel Stickstoff zu Boden gefriert, könnte die Atmosphäre ganz zusammenbrechen.
Als New Horizons dort war, sah Plutos Südpol dunkler aus als der Nordpol. Das deutet darauf hin, dass dort nicht viel frischer Stickstofffrost aus der Atmosphäre gefror, obwohl es sich dem Winter näherte. „Der vergangene Sommer endete vor Jahrzehnten, aber Pluto kühlt ziemlich langsam ab“, sagt Spencer. „Vielleicht ist es noch so warm [that] der Frost kann dort nicht kondensieren, und das verhindert, dass die Atmosphäre zusammenbricht.“
In der Mitte des Bildes war ein heller Fleck, der eine frische Eisablagerung sein könnte. Das ist auch nicht überraschend, sagt Howett. Das Eis bewegt sich möglicherweise immer noch vom Nordpol zum Südpol, während Pluto tiefer in die Winterzeit vordringt.
„Wir haben das schon lange gedacht. Es macht Sinn“, sagt sie. “Aber es ist schön zu sehen, dass es passiert.”