Die NASA hat ein körniges Foto von Plutos dunkler Seite enthüllt, sechs Jahre nachdem es von ihrer Raumsonde New Horizons aufgenommen wurde.
Das Bild – aufgenommen im Juli 2015, als Pluto 3 Milliarden Meilen von der Erde entfernt war – zeigt den Teil der Landschaft des Zwergplaneten, der nicht direkt vom Sonnenlicht beleuchtet wurde.
Die Forscher konnten das Bild mithilfe von 360-Bildern erstellen, die New Horizons aufgenommen hat, als es während seines Vorbeiflugs auf Plutos südliche Hemisphäre zurückblickte.
Um die Aufnahme zu machen, wurde Licht genutzt, das vom größten der fünf Monde von Pluto, Charon, reflektiert wurde.
Das Bild zeigt eine große und „auffällig helle“ Region auf halbem Weg zwischen Plutos Südpol und seinem Äquator, die eine Ablagerung von Stickstoff- oder Methaneis sein könnte, ähnlich wie Plutos eisiges „Herz“ auf der gegenüberliegenden Seite.
Das Bild zeigt die dunkle Seite von Pluto, umgeben von einem hellen Ring aus Sonnenlicht, der durch Dunst in seiner Atmosphäre gestreut wird. Forscher des New Horizons-Teams konnten dieses Bild mit 360 Bildern erstellen, die New Horizons aufgenommen hat, als es auf Plutos südliche Hemisphäre zurückblickte
“Durch einen überraschenden Zufall ist die Lichtmenge von Charon auf Pluto nahe der des Mondes auf der Erde, und zwar in der gleichen Phase”, sagte Tod Lauer, Astronom am National Optical Infrared Astronomy Research Observatory der National Science Foundation in Tucson, Arizona.
“Zu dieser Zeit war die Beleuchtung von Charon auf Pluto ähnlich der von unserem eigenen Mond auf der Erde in seiner Phase des ersten Quartals.”
Pluto – kleiner als der Erdmond – ist eine komplexe Welt aus gefrorenen Ebenen und Eisbergen, so groß wie die Rocky Mountains.
Einst als neunter Planet angesehen, ist Pluto das größte Mitglied des Kuipergürtels und das bekannteste einer neuen Klasse von Welten, die als Zwergplaneten bezeichnet werden.
Die NASA-Raumsonde New Horizons startete im Januar 2006 und schrieb Geschichte, indem sie im folgenden Jahrzehnt die ersten Nahaufnahmen von Pluto und seinen Monden zurückschickte.
Nachdem New Horizons am 14. Juli 2015 innerhalb von 12.550 Kilometern um die eisige Oberfläche von Pluto geflogen war, fuhr New Horizons mit schnellen neun Meilen pro Sekunde weiter zum Kuiper-Gürtel.
Beim Verlassen von Pluto blickte die Raumsonde auf den Zwergplaneten zurück und nahm eine Reihe von Bildern seiner dunklen Seite auf, die von der fernen Sonne im Hintergrund beleuchtet wurde.
Obwohl Plutos dunstige Atmosphäre als strahlender Lichtring auffiel, blieb die dunkle Seite selbst natürlich verborgen.
Ein unvollständiges Bild von Plutos Halbmond. Obwohl Plutos dunstige Atmosphäre als brillanter Lichtring auffiel, war die dunkle Seite selbst natürlich verborgen
Glücklicherweise wurde ein Teil von Plutos dunkler Südhalbkugel von dem schwachen Sonnenlicht beleuchtet, das von der eisigen Oberfläche von Plutos größtem Mond Charon, der ungefähr die Größe von Texas hat, reflektiert wurde.
Dieses bisschen ‘Charon-Licht’ reichte den Forschern gerade aus, um Details von Plutos südlicher Hemisphäre herauszukitzeln, die auf andere Weise nicht zu erhalten waren.
Es war jedoch nicht einfach, Details auf Plutos Oberfläche bei schwachem Mondlicht wiederherzustellen – was einer der Gründe ist, warum das Bild über sechs Jahre nach dem Vorbeiflug veröffentlicht wurde.
Beim Rückblick auf Pluto erzeugte das Streulicht der Sonne (die sich damals fast direkt hinter Pluto befand) ein komplexes Hintergrundlichtmuster, das 1.000 Mal stärker war als das Signal des von Charon reflektierten Lichts.
Darüber hinaus war der helle Ring aus atmosphärischem Dunst, der Pluto umgab, selbst stark überbelichtet, was zusätzliche Artefakte in den Bildern erzeugte.
“Das Problem war ähnlich wie der Versuch, ein Straßenschild durch eine schmutzige Windschutzscheibe zu lesen, wenn man ohne Sonnenblende auf die untergehende Sonne zufährt”, sagte John Spencer, Co-Ermittler und Forscher von New Horizons am Southwest Research Institute in Boulder, Colorado.
Es bedurfte der Kombination von 360 Bildern von Plutos dunkler Seite und weiteren 360 Bildern, die mit derselben Geometrie, aber ohne Pluto im Bild aufgenommen wurden, um das endgültige Bild zu erzeugen, das nur aus dem Signal besteht, das von Charon-reflektiertem Licht erzeugt wird.
Betrachtet man das Bild, so scheinen Plutos Südpol und der ihn umgebende Bereich mit dunklem Material bedeckt zu sein, was in starkem Kontrast zu der blasseren Oberfläche von Plutos Nordhalbkugel steht.
Die Forscher vermuten, dass der Unterschied eine Folge davon sein könnte, dass Pluto kürzlich seinen Südsommer beendet hat (der 15 Jahre vor dem Vorbeiflug endete).
Pluto braucht 248 Erdenjahre, um die Sonne zu umrunden, sodass seine Jahreszeiten mehrere Jahrzehnte dauern können.
Ein Karten-Overlay zeigt die physische Ausdehnung von Pluto (schwarzer Kreis) und die Grenze von Charons Beleuchtung (durchgezogene, vertikale goldene Linie), als New Horizons die Bilder aufgenommen hat. Die gepunkteten goldenen Linien stellen die Breitengrade dar, mit Plutos Südpol am unteren Rand. Der extrem hohe Kontrast in den Bildern macht einen großen, auffällig hellen Bereich auf halbem Weg zwischen Plutos Südpol und seinem Äquator (dritte gestrichelte Linie von unten) sichtbar. Das Team vermutet, dass es sich um eine Ablagerung von Stickstoff- oder Methaneis handeln könnte, ähnlich wie Plutos eisiges „Herz“ auf der gegenüberliegenden Seite. Der dunkle Halbmond im Westen (links) ist der Ort, an dem weder Sonnenlicht noch Charon-Licht fiel
Plutos eisbedecktes „Herz“ ist auf diesem Falschfarbenbild der NASA-Raumsonde New Horizons deutlich zu sehen. Der linke, grob ovale Lappen auf Plutos Oberfläche ist das Becken, das informell Sputnik Planitia genannt wird. Plutos größter Mond, Charon, erscheint oben links
Pluto hat eine dünne Atmosphäre aus Stickstoff, Methan und Kohlenmonoxid.
Während des Sommers vermutet das Team, dass Stickstoff- und Methaneis im Süden direkt von fest zu Dampf geworden sein könnten, während sich dunkle Dunstpartikel über der Region niederließen.
Carly Howett vom Southwest Research Institute, die Teil des New Horizons-Teams ist, aber nicht an dieser Studie beteiligt war, sagte gegenüber Science News, dass das Bild helfen kann, zu verstehen, wie sich die Stickstoffatmosphäre von Pluto im Laufe der Jahreszeiten ändert.
Plutos Atmosphäre wird dicker, wenn mehr Stickstoffeis verdunstet, aber wenn zu viel Stickstoff zu Boden gefriert, könnte die Atmosphäre kollabieren.
Künftige erdbasierte Instrumente könnten schließlich das Bild des Teams überprüfen und andere Vermutungen bestätigen, aber dazu müsste Plutos südliche Hemisphäre im Sonnenlicht stehen – etwas, das fast 100 Jahre lang nicht passieren wird.
“Der einfachste Weg, unsere Ideen zu bestätigen, besteht darin, eine Folgemission zu senden”, sagte Lauer.
Die Forscher teilten ihr Bild und ihre wissenschaftliche Interpretation davon in einer Studie, die von der American Astronomical Society im The Planetary Science Journal veröffentlicht wurde.
Warum ist Pluto kein Planet, sondern ein Zwergplanet?
Pluto und die Sputnik Plantia-Formation
Im Jahr 2006 hat die Internationale Astronomische Union, eine globale Gruppe von Astronomieexperten, eine Definition eines Planeten aufgestellt, die von ihm verlangte, seine Umlaufbahn zu “räumen”, oder anders ausgedrückt, die größte Gravitationskraft in seiner Umlaufbahn zu sein.
Da die Gravitation von Neptun seinen Nachbarplaneten Pluto beeinflusst und Pluto seine Umlaufbahn mit gefrorenen Gasen und Objekten im Kuipergürtel teilt, bedeutete dies, dass Pluto den Planetenstatus verlassen hatte.
Pluto wurde von seiner Definition als Planet zu einem Zwergplaneten degradiert, der trotz seines Namens kein „Planet“ im Sinne der IAU ist.
Der Hauptunterschied zwischen “Zwergplanet” und “Planet” besteht darin, dass letzterer seine Weltraumregion nicht dominiert.
Vor 2006 gab es nie eine formale Definition dafür, was ein Planet ausmacht.
Wissenschaftler argumentieren, dass dies bedeutet, dass Plutos Degradierung ungerecht und unvernünftig ist.
“Nur damit Sie wissen, dass Pluto meiner Meinung nach ein Planet ist”, sagte NASA-Administrator Jim Bridenstine.