Kein simpler Ball aus Stein und Eis, sondern eine dynamische, sich ständig verändernde Welt: Diese neue Sicht des Kleinplaneten Pluto haben Astronomen durch die bisher detailliertesten Aufnahmen des Weltraumteleskops Hubble gewonnen. Die Bilder enthüllen rote Kohlenstoffablagerungen, helle Stickstoffeis-Kappen und deutliche Farb- und Helligkeitsveränderungen im Laufe der Zeit.
Bisher existierten von Pluto, dem Zwergplanet am Rand unseres Sonnensystems, nur sehr unscharfe Bilder. Darin gleicht er mehr einem graubraunen Blob als einem strukturierten Himmelskörper. Doch mit Hilfe einer speziellen Technik und dem Hubble-Weltraumteleskop der NASA haben Astronomen nun erstmals einen scharfen Blick auf den Pluto gewonnen. Für die Aufnahmen erstellte Hubble Bilder von nur wenigen Pixeln Größe, die dann mit Hilfe von Computerverarbeitung so überlagert und kombiniert wurden, dass eine höhere Auflösung erzielt wurde als es bei normalen Einzelbildern möglich wäre.
Pixel für Pixel zusammengesetzt
„Vier Jahre und 20 gleichzeitig und kontinuierlich rechnende Computer waren nötig, um dies zu erreichen“, erklärt Projektleiter Marc Buie vom Southwest Research Institute in Boulder, Colorado. Doch der Aufwand hat sich gelohnt: Die neuen Aufnahmen enthüllen mit erstaunlicher Klarheit die Farbigkeit und Helligkeitsvariationen der Plutooberfläche. Zwar reicht die Auflösung nicht aus, um Oberflächenformen zu erkennen, doch schon jetzt ist klar, dass das Plutoterrain vielseitig und komplex sein muss.
Dynamische Veränderungen
Weiße, orangene und schwarze Bereiche wechseln sich auf der Oberfläche ab. Nach Ansicht der Astronomen könnten die farbigen Gebiete von kohlenstoffreichen Ablagerungen herrühren. Diese entstehen, wenn das auf dem Pluto vorhandene Methan durch die UV-Strahlung der Sonne abgebaut wird. Im Vergleich zu früheren Aufnahmen ist Pluto insgesamt deutlich rötlicher geworden, die erleuchtete Nordhalbkugel wurde heller.
Jahreszeitenwechsel asymmetrisch
Diese Veränderungen sind wahrscheinlich durch einen bevorstehenden Wechsel der Jahreszeiten bedingt. Plutos 248 Jahre dauernder saisonaler Zyklus wird sowohl durch seinen stark elliptischen Orbit als auch durch die Neigung seiner Achse angetrieben – im Gegensatz zur Erde, wo allein die Achsneigung die Jahreszeiten hervorruft. Zudem erfolgt der Jahreszeitenwechsel auf dem Pluto asymmetrisch, der Übergang vom Frühling zum Sommer ist auf der Nordhalbkugel besonders schnell, weil Pluto zu dieser Zeit näher an der Sonne kreist und sich schneller bewegt.
Schmelzendes Stickstoffeis
Die zunehmende Helligkeit des Nordpolargebiets ist vermutlich die Folge von schmelzendem Stickstoffeis am erleuchteten Pol und einem Wiedergefrieren am abgewandten Pol des Zwergplaneten. Bereits 2002 hatten erdbasierte Beobachtungen gezeigt, dass sich die Masse der Pluto-Atmosphäre seit 1998 nahezu verdoppelt hatte. Nach Meinung der Forscher ist dies ein weiterer Hinweis auf das schmelzende und ausgasende Stickstoffeis.
„Die Hubble-Aufnahmen sind der Schlüssel zum Verständnis aller bisherigen Beobachtungen“, erklärt Buie. „Sie geben dem allen einen Sinn indem sie einen Kontext basierend auf Wetter- und Jahreszeitenänderungen liefern.“
Vorbereitung für New Horizons
Bis zum Jahr 2015 werden diese Aufnahmen die schärfsten verfügbaren des Zwergplaneten bleiben. Erst dann wird die NASA-Sonde New Horizons das Gebiet um den Pluto erreichen und kann im Vorbeiflug genauere Bilder liefern. Die Hubble-Aufnahmen dienen nun auch dazu, im Vorfeld die wissenschaftlich interessanteste Halbkugel für diesen Vorbeiflug auszuwählen. Da die Sonde den Pluto sehr schnell passiert, kann sie nur eine Hälfte aufnehmen.
Besonders auffällig in den neuen Hubble-Bildern ist schon jetzt ein heller Fleck, der ungewöhnlich reich an Kohlenmonoxid-Eis zu sein scheint. „Jeder ist von dieser Struktur erstaunt“, so Buie. Die Forscher planen unter anderem, New Horizons Aufnahmen der Grenze dieses Flecks mit einem nahegelegenen tiefschwarzen Bereich machen zu lassen.
(NASA/Hubble, 05.02.2010 – NPO)
