Pluto: Eisgebirge und junge Oberfläche

Ein hohes Gebirge, seltsames Eis und kaum Krater: Die Raumsonde New Horizons hat ihre ersten Bilder und Daten vom Vorbeiflug am Pluto geschickt. Sie enthüllen eine überraschend vielseitige Landschaft auf dem Zwergplaneten – und werfen viele Fragen auf. Auch die Oberfläche von Plutos Mond Charon erweist sich als jünger und komplexer als angenommen. Mit Spannung erwarten die Planetenforscher daher die weiteren Daten der Sonde die im Laufe der nächsten Wochen und Monate eintreffen.

Einen Tag nach ihrem historischen Besuch am Pluto hat die NASA-Raumsonde New Horizons nun die ersten Bilder und Daten zur Erde geschickt. Und schon die sorgten für Begeisterung und Überraschung. „Wir haben gerade erst die ersten Proben der wissenschaftlichen Schätze erhalten, die New Horizons in diesen entscheidenden Momenten sammelte – und ich kann Ihnen sagen, sie übertreffen aufs Dramatischste selbst unsere hohen Erwartungen“, sagt John Grunsfeld von der NASA.

Ein junges Eisgebirge

So enthüllt eine Nahaufnahme der Äquatorregion an der Basis des hellen Herzflecks von Pluto eine Gebirgskette mit Gipfeln die bis zu 3.500 Meter hoch aufragen. Sie wurden wahrscheinlich vor maximal 100 Millionen Jahren gebildet, wie die Forscher aus dem Fehlen von Kratern in dieser Region schließen. Gemessen am Alter des Sonnensystems und Plutos sind sie damit geologische Babys.

„Dies ist eine der jüngsten Oberflächen, die wir jemals im Sonnensystem gesehen haben“, sagt NASA-Geologe Jeff Moore vom Ames Research Center in Moffett Field. Das Gebiet könnte daher noch immer geologisch aktiv sein. Obwohl New Horizons bei dieser Aufnahme noch weit von seiner nächsten Annäherung entfernt war, sind bereits Strukturen von weniger als einem Kilometer Größe klar erkennbar. Weitere Aufnahmen aus größerer Nähe könnten daher noch weitere wertvolle Details enthüllen.

Wassereis als „Fels“

Durch welche Prozesse das Gebirge entstand, ist bisher unklar. Denn im Gegensatz zu den Eismonden von Jupiter oder Saturn hat Pluto keine größeren Nachbarn, die seine Kruste durch ihre Schwerkraft-Einflüsse verformen könnten. „Wir müssen möglicherweise neu überdenken, welche Kräfte eine geologische Aktivität auf solchen eisigen Welten hervorrufen können“, sagt John Spencer vom Southwest Research Institute in Boulder.

Aufnahme der Eisoberfläche des Pluto in drei Kanälen infraroten Lichts. Blaue und rote Bereiche zeigen, wo diess Licht stark vom Methaneis absorbiert wird. Grün kennzeichnet Flächen, die Licht dieser Wellenlänge kaum schlucken. © NASA/JHUAPL/ SwRI

Im Gegensatz zu den felsigen Gebirgsmassiven auf der Erde besteht das Plutogebirge höchstwahrscheinlich aus extrem weit heruntergekühltem Wassereis. „Bei den Temperaturen auf Pluto verhält sich Wassereis wie Fels“, erklärt Bill McKinnon von der Washington University. Zwar ist der Rest der Pluto-Oberfläche vorwiegend von gefrorenem Methan und Stickstoff bedeckt, diese Eismaterialien wären jedoch nicht stabil und fest genug, um ein solches Gebirge zu formen.

Methaneis mit Stickstoffeis „verdünnt“

Zum Eis des Pluto haben die Spektrometer der Raumsonde ebenfalls erste Daten geliefert. Demnach ist die Oberfläche des Zwergplaneten wie erwartet zum großen Teil von Methaneis bedeckt – aber nicht nur. An vielen Stellen zeigen sich in der Infrarotansicht auffallende Abweichungen, darunter auch an den Polen.

„Wir haben erfahren dass das Methaneis der Nordpolar-Kappe durch eine dicke, transparente Schicht aus Stickstoffeis verdünnt ist“, berichtet Will Grundy vom Lowell Observatorium in Flagstaff. An einer der im sichtbaren Licht eher dunkle erscheinenden Stellen am Äquator scheint das Eis dagegen eine andere Struktur oder Zusammensetzung aufzuweisen. „Das Spektrum sieht so aus, als wenn dieses Eis weniger mit Stickstoff verdünnt sein könnte“, so Grundy. Er und seine Kollegen sind aber noch dabei, den ersten Schwung der Spektrometer-Daten der New Horizons auszuwerten.

Blick auf den Plutomond Charon. Der Canyon liegt oben rechts, die Reihe aus Klippen und Schluchten zieht von unten links schräg nach oben. © NASA/JHUAPL / SwRI

Charon mit Klippen und Canyons

Auch vom großen Plutomond Charon gibt es erste neue Aufnahmen. Sie enthüllen eine überraschend junge, kaum von Kratern gezeichnete Oberfläche. Sie wird unterbrochen von einer fast 1.000 Kilometer langen Reihe von steilen Klippen und Schluchten. In einer Aufnahme ist quer zu dieser Reihe ein Canyon zu sehen, der sieben bis neun Kilometer tief sein könnte. Zusammengenommen deuten diese Strukturen nach Angaben der NASA-Forscher auf geologische Aktivität auf dem Mond hin.

In der Nordpolar-Region des Charon ist zu erkennen, dass das dunkle Terrain dort eine eher diffuse Abgrenzung besitzt. Das könnte darauf hindeuten, dass es sich um eine dünne Schicht aus Ablagerungen eines dunklen Materials handelt, so die Forscher. Darunter liegt eine schärfer abgegrenzte, eckige Struktur. Was dies ist und woraus die Nordpolkappe des Charon besteht, hoffen die Wissenschaftler aus weiteren, höher aufgelösten Aufnahmen entnehmen zu können.

„Die Plutomission New Horizons ist eine echte Erkundungsmission: Sie zeigt uns, warum Grundlagenforschung so wichtig ist“, kommentiert Grunsfeld diese ersten Ergebnisse. In den nächsten Wochen und Monaten wird die Raumsonde weitere Bilder und Daten senden, die uns den geheimnisvollen Pluto und seine Monde auf einzigartige Weise nahebringen.

(NASA/JHUAPL, 16.07.2015 – NPO)