Plutos ungleicher Zwilling am Neptun

Pluto und Triton

Pluto und Neptunmond Triton, aufgenommen von New Horizons und Voyager 2 (Bild: Public Domain / NASA / K.U.)
(Bild: Public Domain / NASA / K.U.)

Kennste einen, kennste alle. Bevor New Horizons die ersten Bilder von Pluto verschickte, hatten Forscher eine recht genaue Vorstellung davon, wie Pluto auszusehen hat. Pluto hat nämlich einen Zwilling im Sonnensystem: den Neptunmond Triton. Beide sind fast gleich groß. Die Spektren der beiden ähneln sich stark. Beide haben eine Oberfläche und aus Stickstoff, Methan und Kohlenmonoxid. Und dünne Atmosphären.

Nun stellt sich raus: Triton ist wohl höchstens ein zweieiiger Zwilling. Vielleicht auch nur ein Halbbruder.

Kurzbesuch beim Sonderling

Wie Pluto ist auch Triton bisher nur einmal von einer Raumsonde besucht worden. Das war der Vorbeiflug von Voyager 2 am 25. August 1989, in einem Abstand von 40.000 Kilometern. Ein paar Minuten Geknipse, ein paar Spektren aufnehmen. Und schwups, weiter geht’s.

Was Voyager 2 bei Triton sah, sprengte allerdings die kühnsten Erwartungen (bitte jetzt die Checkliste zum Vergleich mit Pluto zücken): Es gibt kaum Krater auf Triton. Die Oberfläche ist also geologisch jung mit aktiven Prozessen, die ältere Krater irgendwie bedecken. Es gibt kleinere Berge. Es gibt mehrere kräftige Geysire, die beim Vorbeiflug bis zu acht Kilometer hoch Gas ausstießen. Es gibt eine dünne Atmosphäre aus Stickstoff, etwas Methan und Kohlenmonoxid. Die Oberfläche ist stark gegliedert. Es gibt helle Eisablagerungen und dunklere Bereiche. Triton hat eine hell strahlende südliche Polkappe (der Norden lag beim Vorbeiflug leider im Schatten). Es gibt Gebiete mit vielen Senken und Rissen (das sogenannte Canteloupe-Terrain, benannt nach der gleichnamigen Melone). Es gibt etliche Hinweise auf tektonische Aktivität, die an den Jupitermond Europa erinnern.

Tombaugh Regio (das "Herz" auf Pluto) besetzt solche Eisfelder mit Doppelrillen, mutmaßlich Risse im Eis (links).  Auch auf Triton gibt es solche Doppelrillen, hier im Canteloupe Terrain (links). Vorsicht: Skala des linken Bildes ist deutlich feiner, also nur einige Kilometer. (Bild: Public Domain / NASA / K.U.)
Tombaugh Regio (das “Herz” auf Pluto) besitzt Eisfelder mit Doppelrillen, mutmaßlich Risse im Eis (links). Auch auf Triton gibt es solche Doppelrillen, hier im Canteloupe Terrain (rechts). Vorsicht: Skala des rechten Bildes ist deutlich feiner, vermutlich nur einige Kilometer auf der Breite. (Bild: Public Domain / NASA / K.U.)

Eine weiterer Grund, Triton für einen Plutozwilling zu halten: Er gehörte ursprünglich gar nicht zu Neptun. Triton ist der größte retrograd kreisende Mond des Sonnensystems. Er dreht sich also entgegen der planetaren Eigendrehung, noch dazu mit ziemlich schiefer Rotationsebene. Er kann nicht der gleichen Urwolke entwachsen sein. Triton ist ein Adoptivkind des Gasriesen, ein Zugelaufener. Womöglich einer der vielen Kleinplaneten im Kuipergürtel, zu denen auch Pluto gehört.

Was Pluto wärmt

Und jetzt zu Pluto und eurer Checkliste. Dort gibt es auch überwiegend Stickstoffeis auf der Oberfläche. Da ist die dünne Atmosphäre. Da sind Hinweise auf Methan und Kohlenmonoxid. Da sind wenige Krater, eine junge Oberfläche. Okay.

Nahaufnahmen: Pluto (links) mit rund 3500 Meter hohen Bergen, Triton (rechts) dafür mit dunklen Spuren von Geysiren (Bild: Public Domain  / NASA / K.U.)
Nahaufnahmen: Pluto (links) mit rund 3500 Meter hohen Bergen. Triton (rechts) mit flacheren Hügeln, dafür mit dunklen Spuren von Geysiren und Rissen (Bild: Public Domain / NASA / K.U.)

Aber Pluto ist auch anders, nach allem was die ersten Bilder von New Horizons sagen können. Ein abschließender Vergleich braucht wohl noch Jahre. Aber gut 3500 Meter hohe Berge hat Voyager 2 auf Triton nicht gesehen (dort waren sie deutlich kleiner). Über die Entstehung solcher Gebirge auf Pluto wird gerade viel spekuliert, denn Stickstoffeis (das häufigste Oberflächenmaterial!) kann keine Berge formen. Wahrscheinlich ist es einfach Wassereis, das sich bei 40 Kelvin (- 230 Grad Celsius) wie ein Gestein verhält. Aber irgendetwas muss diese Berge aufschichten. Vielleicht sind es Geysire. Vielleicht hat New Horizons ja noch welche in seinem Speicher. Die Übertragung aller dieser Bilder zur Erde soll ja wegen der geringen Datenrate noch ein Jahr dauern.

Was wir schon sagen können: Pluto ist kein Mond eines Gasriesen, wie Triton einer ist. Am Neptun wirken immense Gezeitenkräfte, die das Innere eines Eismondes ordentlich durchwalken und Eruptionen auslösen. Pluto ist ein Einzelgänger. Oder wie es der Planetologe John Spencer formuliert hat:

We usually attribute strange features on icy worlds to tidal heating. That can’t happen on Pluto.

Wir verbinden auf Eiswelten merkwürdige Strukturen mit Gezeitenreibung. Aber das kann auf Pluto nicht sein.

Pluto hat zwar einen großen Mond, Charon. Aber der kann eigentlich keine Hitze hervorrufen: Pluto und Charon kreisen nämlich doppelt gebunden umeinander. Sie weisen sich also gegenseitig immer die gleiche Seite zu. Die Gezeitenberge sind dadurch immer an der gleichen Stelle, die wirkenden Kräfte minimiert (so erklärt es Tilman Althaus von Spektrum).

Enceladus und Saturns E-Ring (Bild: Public Domain / CICLOPS, JPL, ESA, NASA)
Enceladus und Saturns E-Ring (Bild: Public Domain / CICLOPS, JPL, ESA, NASA)

Was schafft also genug Hitze für Geysire (wenn es sie denn gibt, der Nachweis fehlt noch). Was hat diese riesigen Berge aufgeschichtet? Und woher stammt die nötige Energie dafür auf einem Zwergplaneten, der sechs Milliarden Kilometer von der Sonne entfernt durchs All streift?

Nun – auch hier lohnt ein Blick zu den Eismonden der Gasriesen. Die NASA-Sonde Cassini hat auf auch dem Saturnmond Enceladus ziemlich gewaltige Geysire entdeckt. Die liefern sogar das Material, um einen der Saturnringe mit Eis auzustatten (man beachte das Größenverhältnis von Ring und Mond!). Die Ursachen dafür scheinen wie bei Triton offensichtlich – immerhin ist da ein massereicher Gasriese, dessen Schwerkraft ständig an den Monden zerrt. Planetologin Amy Barr warnt aber davor, die unterirdische Hitze immer pauschal auf die Gezeitenreibung zu schieben. Denn unsere Modelle für diese Art der Wärmentwicklung stimmen noch nicht.

Every time we have looked at a body that has experienced tidal heating, such as Io, Europa, Enceladus, we find that the body has been more active, or is putting out 10 to 100 times the amount of heat predicted by models. Enceladus taught us that our models of tidal heating for icy bodies were not right, and I think the Pluto/Charon system could be telling us something similar.

Immer wenn wir einen Himmelskörper mit Gezeiteneffekten beobachteten, fanden wir zehn bis hundert mal mehr Hitze als unsere Modelle vorhergesagt hatten. Das war bei Io, Europa und Enceladus so. Enceladus hat uns bewiesen, dass unsere Modelle über Gezeitenwärme nicht stimmen. Und das Pluto-Charon-System könnte und etwas ähnliches beibringen.

Kennste einen, kennste alle? Offenbar gibt es noch viel zu lernen. Selbst auf Himmelskörpern, die wir glaubten, verstanden zu haben.

Bonusmaterial

  • Ich empfehle dem geneigten Astro-Nerd dringend, den Wikipedia-Eintrag zu Triton zu lesen. So mancher Planet wirkt langweilig dagegen.
  • Und so sah Voyager 2 den Mond Triton im Vorbeiflug:

Karl Urban

Veröffentlicht von

www.pikarl.de

Karl Urban wäre gern zu den Sternen geflogen. Stattdessen gründete er 2001 das Weltraumportal Raumfahrer.net und fühlt sich im Netz seitdem sehr wohl. Er studierte Geowissenschaften und schreibt für Online-, Hörfunk- und Print-Publikationen. Nebenbei podcastet und bloggt er.

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