Plutos giftiger Atem

 Plutos Kohlenmonoxid-Atmosphäre erstreckt sich weit ins All hinaus. Unten rechts der Großmond Charon, oben die Sonne (nicht maßstabsgetreu). Illustration: P. A. S. Cruickshank.
Plutos Kohlenmonoxid-Atmosphäre erstreckt sich weit ins All hinaus. Unten rechts der Großmond Charon, oben die Sonne (nicht maßstabsgetreu). Illustration: P. A. S. Cruickshank.
Nach einer fast zwei Jahrzehnte langen weltweiten Suche haben britische Astronomen das Gas Kohlenmonoxid in der Pluto-Atmosphäre nachgewiesen. Gelungen ist das mit Spektralmessungen am James Clerk Maxwell Telescope auf dem Mauna Kea, Hawaii. Das 15 Meter große Radioteleskop für den Submillimeter-Bereich wird seit fast 25 Jahren gemeinsam von Großbritannien, Kanada und den Niederlanden betrieben. Über die Kohlenmonoxid-Entdeckung berichtete ein Team um Jane Greaves von der schottischen University of St Andrews auf dem Royal Astronomical Society National Astronomy Meeting 2011 2011 im Konferenzzentrum Venue Cymru im walisischen Llandudno.
Pluto, der am 18. Februar 1930 von Clyde Tombaugh entdeckt wurde, galt lange als der kleinste Planet im Sonnensystem. Im Jahr 2006 wurde er zum Zwergplaneten degradiert, weil er keine eigenständige Welt ist, sondern mit anderen mehrere Hundert Kilometer großen Eiskörpern zum Kuiper-Gürtel gehört. Dieser besteht aus einer gewaltigen Ansammlung von Kometenkernen jenseits der Bahn des Planeten Neptuns.

Dass Pluto eine dünne Atmosphäre besitzt, wird schon lange vermutet. 1988 wurde sie erstmals nachgewiesen, als der Zwergplanet vor einem fernen Stern vorüberzog und dessen Helligkeit graduell abfiel. Bislang war bekannt, dass Plutos Gashülle mindestens 100 Kilometer hoch ist. Die Kohlenmonoxid-Messungen zeigen nun jedoch, dass die Atmosphäre über 3.000 Kilometer in die Höhe reicht - rund ein Viertel des Abstands zu Plutos Großmond Charon. Das Kohlenmonoxid ist extrem kalt, rund minus 220 Grad Celsius.

Eine große Überraschung war, dass die Gaskonzentration mehr als doppelt so hoch wie der Grenzwert ist, den Astronomen im Jahr 2000 mit dem 30-Meter-Teleskop IRAM (Institut de radioastronomie millimétrique) auf dem Pico Veleta in Spanien bestimmt hatten. Damals wurde kein Kohlenmonoxid gemessen; die Forscher konnten daher lediglich eine untere Grenze angeben. Offenbar hat die Kohlenmonoxid-Konzentration seither beträchtlich zugenommen. ?Dieser Anstieg innerhalb eines Jahrzehnts ist verblüffend?, sagt Jane Greaves. ?Wir vermuten, dass sich die Atmosphäre ausgedehnt hat oder zusätzliches Kohlenmonoxid freigesetzt wurde.?

Auch die Konzentration von Methan ändert sich im Lauf der Zeit. Es ist das einzige andere bislang eindeutig nachgewiesene Gas in Plutos Lufthülle, die wahrscheinlich überwiegend aus Stickstoff besteht. Die Variationen sind eine Folge der schwankenden Sonneneinstrahlung aufgrund der stark elliptischen Umlaufbahn Plutos. 1989 stand er der Sonne am nächsten und bekam am meisten Wärme ab. Angesichts Plutos gesamter Umlaufszeit, die 248 Jahre beträgt, ist der seither vergangene Zeitraum ziemlich kurz.

Da Plutos Schwerkraft gering ist, entweichen seine Gase in großen Höhen leicht ins All. Plutos Atmosphäre ist daher die fragilste im Sonnensystem. ?Die Höhe, bis zu der wir Kohlenmonoxid nachweisen können, passt gut zu unseren Modellen, die beschreiben, wie der Sonnenwind die obere Pluto-Atmosphäre fortweht?, sagt Christiane Helling, eine Kollegin von Jane Greaves an der University of St Andrews.

Im Gegensatz zu den Treibhausgasen Kohlendioxid und Methan wirkt Kohlenmonoxid als eine Art Kühlmittel. Es ist also ein Gegenspieler zum Methan in Plutos Lufthülle. Die Balance der beiden Gase ist entscheidend für die Jahreszeiten auf dem Zwergplaneten. Im Pluto-Winter könnte die ganze Atmosphäre ausfrieren und als Schnee auf die eisige Oberfläche fallen.

Künftige Beobachtungen sollen mehr über diese Dynamik herausfinden. ?Ein solches Beispiel eines außerirdischen Klimawandels zu verfolgen, ist faszinierend?, sagt Jane Greaves. Sie freut sich schon auf die Schnappschüsse aus nächster Nähe, die New Horizons machen wird. Die am 19. Januar 2006 gestartete Raumsonde wird im Juli 2015 an Pluto vorbeifliegen - in einem Abstand von weniger als 10.000 Kilometern.


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