Pluto fristet zwar ein einsames Dasein fernab der Sonne. An Faszination, zumindest vonseiten der Erdlinge, mangelt es ihm aber nicht. Dass ihm 2006 der Planetenstatus aberkannt wurde, hinderte auch den US-Bundesstaat Arizona nicht, ihn kürzlich zum "Staatsplaneten" zu küren. Nun hat ein internationales Forschungsteam unter Leitung der Universität Bern (und mit Mitwirkung der Universität Arizona) bekanntgegeben, das Rätsel hinter einem prägenden Merkmal des Zwergplaneten gelöst zu haben, nämlich den Ursprung des riesigen Herzens, das auf seiner Oberfläche prangt. Es geht demnach auf einen langsamen, schrägen Aufprall eines Einschlagkörpers in der Frühzeit von Pluto zurück.
Seit 2015 eine Kamera der Nasa-Mission New Horizons die große, herzförmige Struktur auf Pluto ausfindig gemacht hat, beschäftigt sie aufgrund ihrer einzigartigen Form und geologischen Zusammensetzung die Wissenschaft. Das Herz, nach dem Entdecker des Pluto auch Tombaugh Region genannt, ist mit einem Material mit hohem Rückstrahlvermögen bedeckt, das mehr Licht reflektiert als seine Umgebung, wodurch seine weißere Farbe entsteht.
Weißes Stickstoffeis
In einer Studie, die in "Nature Astronomy" erschienen ist, hat sich ein Team aus Astrophysikerinnen und Astrophysiker nun insbesondere auf die Entstehung von Sputnik Planitia, dem westlichen, tropfenförmigen Teil von Plutos Herz konzentriert. Dieser Teil umfasst eine Fläche von 1.200 mal 2.000 Kilometer, was einem Viertel der Fläche Europas entspricht. Die Region liegt drei bis vier Kilometer tiefer als der größte Teil der restlichen Oberfläche.
"Das helle Erscheinungsbild von Sputnik Planitia ist darauf zurückzuführen, dass es überwiegend mit weißem Stickstoffeis gefüllt ist. Das Eis bewegt sich, und es findet ein Strömungstransport statt, sodass die Oberfläche ständig geglättet wird. Dieser Stickstoff hat sich höchstwahrscheinlich nach dem Einschlag aufgrund der geringeren Höhe schnell angesammelt", sagt Harry Ballantyne von der Uni Bern. Der östliche Teil des Herzens sei ebenfalls von einer ähnlichen, aber viel dünneren Schicht aus Stickstoffeis bedeckt, deren Ursprung jedoch noch unklar ist.
Einschlag von der Seite
Mithilfe einer an der Uni Bern entwickelten Simulationssoftware bildete das Forschungsteam nach, wie der Teil des Herzens entstanden sein könnte. Die Untersuchung ergab, dass es aus der Kollision mit einem planetarischen Körper mit einem Durchmesser von etwa 700 Kilometern hervorging. "Die längliche Form von Sputnik Planitia deutet stark darauf hin, dass es sich nicht um einen direkten Frontalaufprall, sondern um einen Schrägaufprall handelte", betont Martin Jutzi von der Universität Bern. Plutos Kern ist so kalt, dass das Gestein trotz der Hitze des Einschlags nicht schmolz. Auch dürfte der Einschlagkörper den Forschenden zufolge nicht eingesunken sein, sodass sich seine Reste wohl noch irgendwo unter der Herzoberfläche befinden könnten.
Die aktuelle Studie wirft laut der Universität Bern auch neues Licht auf Plutos innere Struktur. Bisher wurde ein unterirdischer Ozean aus flüssigem Wasser in Plutos Innerem vermutet. Die neuesten Untersuchungen lassen aber auch eine andere Sichtweise zu, nämlich jene, dass es keinen oder nur einen ganz dünnen unterirdischen Ozean gibt. Weitere Forschungen sollen nun die Geschwindigkeit der Wanderung des Herzens über die Oberfläche bestimmen, wie Adeene Denton von der Universität Arizona erklärt: "Dieser neuartige Ansatz, den Ursprung von Plutos herzförmiger Struktur zu erklären, könnte zu einem besseren Verständnis von Plutos Ursprung führen." (kri, 16.4.2024)