Plutos verborgener Ozean: Astronomen finden flüssiges Wasser am Rande des Sonnensystems

Am 14. Juli 2015 unternahm die Raumsonde New Horizons einen historischen Flug über Pluto, die Raumsonde näherte sich dem geheimnisvollen Zwergplaneten wie nie zuvor. Welche Geheimnisse hat er gelüftet? Finden Sie es hier heraus!

Pluto, gesehen von der Raumsonde New Horizons im Jahr 2015
Pluto, gesehen von der Raumsonde New Horizons im Jahr 2015. Dies ist das letzte und detaillierteste Bild, das vor der maximalen Annäherung der Raumsonde an Pluto am 14. Juli zur Erde gesendet wurde. Kredit: NASA

Die flüchtige Begegnung mit Pluto durch die New Horizons-Sonde beim ersten und einzigen Überflug der Sonde hinterließ einen bleibenden Eindruck. Die erstaunlichen Bilder und Datenmengen offenbarten eine überraschend lebendige und dynamische Welt.

Zusätzlich zu den bekannten Merkmalen wie schwimmende Eisberge, Stickstoff-Eisberge und Stickstoffwinde deuteten die Daten auf etwas noch Faszinierenderes und Rätselhafteres hin, denn aufgrund der Entfernung wurde nicht erwartet, dass unter der Eiskruste des Pluto ein Ozean existiert.

Diese Entdeckung machte Pluto und seinen größten Mond, Charon, zu Mitgliedern des erlesenen "Clubs der ozeanischen Welten". Fast ein Jahrzehnt nach dieser historischen Begegnung versucht die astronomische Gemeinschaft anhand der von New Horizons gesammelten Daten weiterhin, die Geheimnisse des Pluto zu entschlüsseln.

In einem kürzlich in der Fachzeitschrift Icarus veröffentlichten Artikel haben die Planetologen Alex Nguyen und Dr. Patrick McGovern mathematische Modelle und Bilder verwendet, um den möglichen Ozean zwischen der eisigen Oberfläche des Pluto und seinem Metall- und Silikatkern zu untersuchen.

Ein Doktortitel, der nicht von dieser Welt ist

Nguyen, Abschlussstudent in Erd-, Umwelt- und Planetenwissenschaften an der University of Washington in St. Louis (WUSTL), und Dr. McGovern, leitender Wissenschaftler am Lunar and Planetary Institute (LPI) in Houston, veröffentlichten ihre Forschungsergebnisse in der Zeitschrift Icarus.

Die Studie ist Teil von Nguyens Doktorarbeit an der University of Washington, wo er Mitglied des Olin Chancellor's Fellow und des Postgraduierten-Forschungsprogramms der National Science Foundation ist, wo er mit den Daten der NASA-Mission gearbeitet hat.

Nach seiner Analyse befindet sich der Pluto-Ozean unter einer 40 bis 80 km dicken Oberflächenschicht. Diese Schicht wirkt wie ein Isolator, der dafür sorgt, dass der Binnenozean in einem flüssigen Zustand bleibt.

Jahrzehntelang gingen Planetenforscher davon aus, dass Pluto zu kalt sei, um einen Binnenozean zu beherbergen. Der weit jenseits der "Eisgrenze" des Sonnensystems kreisende Pluton hat eine durchschnittliche Oberflächentemperatur von -229 °C, wo flüchtige Elemente fest werden. Selbst Stickstoff und Methan erstarren wie Gestein.

Hinweise auf etwas Geheimnisvolles

Die hochauflösenden Bilder, die zehnmal so detailliert sind wie die bisherigen, zeigten uns die eisige Oberfläche und die faszinierenden Eigenschaften von Pluto. Welche Geheimnisse verbarg diese ferne Welt? Welche Geheimnisse bewahrte sein gefrorenes Herz? Die Antwort lag nur ein paar Kilometer entfernt.

Dank New Horizons fanden die Astronomen mehrere Hinweise darauf, dass Pluto einen Binnenozean haben könnte, einschließlich Kryovulkanen, die denen ähneln, die auf anderen "ozeanischen Welten" wie Ceres, Europa Ganymedes, Encelatus, Titan und Triton beobachtet wurden.

Nebelschichten auf Plutos Vorhölle
Dieses Bild der Nebelschichten auf Plutos Vorhölle wurde von der NASA-Raumsonde New Horizons aufgenommen. Es sind etwa 20 Nebelschichten zu sehen. Kredit: NASA

Obwohl die Existenz dieses Ozeans immer noch umstritten ist, gewinnt die Theorie an Akzeptanz. Für ihre Studie modellierten Nguyen und McGovern die Risse und Unebenheiten im Eis, das das Sputnik-Planitia-Becken des Pluto bedeckt.

Die Ergebnisse deuten darauf hin, dass unter einer 40 bis 80 km dicken Eisschicht ein Ozean existieren könnte, der trotz der extremen Temperatur- und Druckbedingungen an der Oberfläche flüssig bleibt.

Die Eigenschaften dieses Ozeans sind ein wichtiger Beitrag für verschiedene Arten von Modellen, die durchgeführt werden, um die innere Struktur und Entwicklung des Pluto zu beleuchten, insbesondere im Hinblick auf die komplementäre Beziehung zwischen den Dimensionen des Ozeans und einer äußeren Wassereisschicht.

Neue Horizonte

Außerdem berechneten sie die wahrscheinliche Dichte oder den Salzgehalt des Ozeans und kamen zu dem Schluss, dass er bis zu 8% dichter sein könnte als die irdischen Ozeane. Dieser Salzgehalt würde den Pluto-Ozean mit dem Großen Salzsee und dem Toten Meer auf der Erde gleichsetzen.

Jede Schwankung dieser Dichte würde sich an den Rissen und Brüchen im Sputnik-Platin-Becken ablesen lassen.

Wir schätzen eine Art Goldlöckchen-Bereich, in dem die Dichte und Dicke der Schicht korrekt sind.

Wäre der Ozean weniger dicht, würde der Eisschild kollabieren, was zu viel mehr Brüchen an der Oberfläche führen würde, und wenn er dichter wäre, würde der Eisschild mehr Halt haben, was sich durch weniger Brüche bemerkbar machen würde.

Leider könnte es noch viele Jahrzehnte dauern, bis eine weitere Raumsonde Pluto erreicht, um diese Erkenntnisse zu bestätigen. In der Zwischenzeit wird die Verteidigung von Plutos Binnenozean immer stärker!