Pluto

Mathews: Pluto - Der Erneuerer

Pluto umkreist die Sonne (üblicherweise) außerhalb der Bahn von Neptun. Er ist viel kleiner als alle Planeten und ist nun als „Zwergplanet“ klassifiziert. Pluto ist kleiner als sieben der Monde im Sonnensystem (der Mond, Io, Europa, Ganymed, Kallisto, Titan und Triton).

        Umlaufbahn:  5.913.520.000 km (39,5 AE) von der Sonne entfernt (durchschnittlich)
        Durchmesser: 2274 km
        Masse:       1,27·1022 kg

In der römischen Mythologie ist Pluto (griechisch: Hades) der Gott der Unterwelt. Der Zwergplanet erhielt seinen Namen (nach vielen anderen Vorschlägen) wahrscheinlich, weil er so weit von der Sonne entfernt ist, daß er in ständiger Dunkelheit liegt, und vielleicht auch deshalb, weil „PL“ die Initialen von Percival Lowell sind.

Pluto wurde 1930 durch einen glücklichen Zufall entdeckt. Berechnungen, die sich später als falsch herausstellten, hatten einen Planeten hinter Neptun vorhergesagt, auf Grundlage der Bewegungen von Uranus und Neptun. Ohne Kenntnis des Fehlers machte Clyde W. Tombaugh am Lowell Observatorium in Arizona eine sehr gründliche Suche am Himmel, die Pluto irgendwie hervorbrachte.

Nach der Entdeckung von Pluto wurde schnell herausgefunden, daß er zu klein war, um die Diskrepanzen in den Umlaufbahnen der anderen Planeten zu verursachen. Die Suche nach Planet X hielt an, aber es wurde nichts gefunden. Es ist unwahrscheinlich, daß er jemals gefunden wird: Die Diskrepanzen verschwinden, wenn man die Masse bei den Berechnungen verwendet, die Voyager 2 bei seiner Begegnung bestimmt hat. Es gibt keinen Planet X. Das heißt aber nicht, daß da nicht noch andere Objekte sind, allerdings gibt es kein relativ großes und nahes, wie Planet X es hätte sein sollen. Tatsächlich wissen wir heute, daß es eine große Anzahl kleiner Objekte im Kuipergürtel außerhalb der Neptunbahn gibt, manche grob von der Größe Plutos.

Pluto wurde niemals von einer Sonde besucht. Sogar das Hubble Space Telescope läßt lediglich die größten Merkmale an der Oberfläche erkennen (links und oben). Eine Mission namens New Horizons startete erfolgreich im Januar 2006. Wenn alles gut geht, sollte sie Pluto 2015 erreichen.

Glücklicherweise hat Pluto einen Satelliten, Charon. Mit sehr viel Glück wurde Charon (1978) gerade noch entdeckt, bevor sich die Ebene der Umlaufbahn mit ihrer Kante zum inneren Sonnensystem gerichtet drehte. Es war daher möglich, viele Transits von Pluto über Charon und umgekehrt zu beobachten. Durch sorgfältige Berechnungen, welche Flächen welchen Körpers zu einer bestimmten Zeit vom jeweils anderen verdeckt werden, und durch Überwachung der Helligkeitskurven konnten die Astronomen grobe Karten über helle und dunkle Gebiete auf beiden Körpern erstellen.

Nix und Hydra Ende 2005 entdeckte ein Team, das mit dem Hubble Space Telescope arbeitete, zwei weitere, winzige Monde. Nach den vorläufigen Bezeichnungen S/2005 P1 und S/2005 P2 sind sie nun unter den Namen Nix und Hydra bekannt. Die Durchmesser der beiden betragen schätzungsweise zwischen 60 und 200 Kilometer.

Plutos Radius ist nicht genau bekannt. JPLs Wert ist mit 1.137 bei einem möglichen Fehler von ±8, fast einem Prozent Abweichung, angegeben.

Obwohl die Summe der Massen von Pluto und Charon sehr genau bekannt ist (sie kann durch sorgfältige Messungen von der Umlaufdauer und dem Radius der Umlaufbahn des Charon sowie Keplers Drittem Gesetz bestimmt werden), sind die einzelnen Massen von Pluto und Charon sehr schwer zu bestimmen, weil dies vorher eine genaue Bestimmung ihrer gegenseitigen Bewegungen um den Mittelpunkt des Systems voraussetzt, was wiederum von feineren Messungen abhängt -- sie sind so klein und so weit entfernt, daß sogar HST damit Schwierigkeiten hat. Das Verhältnis ihrer Massen liegt wahrscheinlich zwischen 0,084 und 0,157; weitere Beobachtungen werden weiterhin gemacht, aber uns werden keine tatsächlich genauen Daten zur Verfügung stehen, solange kein Raumfahrzeug dorthin geschickt wird.

Pluto ist der zweitkontrastreichste Körper im Sonnensystem (nach Iapetus).

Kürzlich gab es einige Kontroversen über die Klassifikation von Pluto. Kurz nach seiner Entdeckung wurde er als neunter Planet klassifiziert, was 75 Jahre lang auch so blieb. Aber am 24. August 2006 beschloß die IAU eine neue Definition des Begriffs „Planet“, die Pluto ausdrücklich nicht mit einschloß. Pluto wird heute als „Zwergplanet“ klassifiziert, was eine andere Klasse als die der Planeten ist. Während dies zunächst heftigen Streit auslöste (und sicher etwas Verwirrung über den Namen dieser Website), so bleibt doch die Hoffnung, daß die leere Debatte über den Planetenstatus von Pluto jetzt beendet ist und man sich mehr mit den physikalischen und historischen Aspekten beschäftigen kann.

Pluto erhielt die Nummer 134340 im Kleinplanetenkatalog.

Plutos Umlaufbahn ist hochgradig exzentrisch. Zeitweise ist Pluto der Sonne näher als Neptun (dem war so ab Januar 1979 und es blieb so bis zum 11. Februar 1999). Pluto rotiert in Gegenrichtung der meisten Planeten.

Pluto ist in einer 3:2 Kopplung mit Neptun eingeschlossen; d.h. Plutos Umlaufdauer ist exakt anderthalb mal so lang wie die des Neptun. Die Neigung seiner Umlaufbahn ist ebenfalls viel größer als die der Planeten. So kreuzt sich Plutos Umlaufbahn gar nicht mit der des Neptun, obwohl es so aussieht, und sie werden niemals kollidieren. (Hier findet sich eine etwas detailliertere Erklärung)

Wie bei Uranus ist auch Plutos Äquator fast im rechten Winkel zur Umlaufebene geneigt.

Die Oberflächentemperatur auf Pluto schwankt zwischen -235 und -210 °C (38 bis 63 °K). „Wärmere“ Gegenden stimmen grob mit den Gegenden überein, die in optischen Wellenlängen dunkel erscheinen.

Plutos Zusammensetzung ist unbekannt, aber seine Dichte (ungefähr 2 Gramm pro Kubikzentimeter) weist darauf hin, daß er wahrscheinlich wie Triton aus einem Gemisch aus 70% Felsen und 30% Wasser-Eis besteht. Die hellen Flächen an der Oberfläche scheinen mit gefrorenem Stickstoff mit Anteilen (festen) Methans und Ethans sowie Kohlenmonoxids bedeckt zu sein. Die Zusammensetzung der dunklen Flächen ist unbekannt, könnte aber auf ursprüngliches organisches Material oder photochemische Reaktionen, die von kosmischen Strahlen hervorgerufen werden, zurückzuführen sein.

Es ist wenig über Plutos Atmosphäre bekannt, aber sie besteht wahrscheinlich hauptsächlich aus Stickstoff mit etwas Kohlenmonoxid und Methan. Sie ist extrem dünn, so daß der Luftdruck bei wenigen Mikrobar liegt. Es könnte sein, daß Plutos Atmosphäre nur dann gasförmig ist, wenn Pluto sich in der Nähe seines Perihels befindet; während des Großteils des langen Plutojahres sind die atmosphärischen Gase zu Eis gefroren. In der Nähe des Perihel ist es sehr wahrscheinlich, daß ein Teil der Atmosphäre in den Weltraum entweicht, vielleicht sogar nach Wechselwirkungen mit Charon. Die Missionsplaner der NASA wollen Pluto zu einem Zeitpunkt erreichen, zu dem Plutos Atmosphäre nicht gefroren ist.

Die ungewöhnliche Natur der Umlaufbahnen von Pluto und von Triton sowie die Ähnlichkeiten bei den meisten Eigenschaften der beiden legen nahe, daß es auch eine geschichtliche Verbindung zwischen den beiden gibt. Früher dachte man, daß Pluto vormals ein Satellit des Neptun war, aber das scheint heute eher unwahrscheinlich zu sein. Eine beliebtere Vorstellung besagt, daß Triton, wie Pluto, einmal auf einer eigenen, unabhängigen Umlaufbahn um die Sonne kreiste und später von Neptun eingefangen wurde. Vielleicht sind Triton, Pluto und Charon auch nur Mitglieder einer großen Klasse von Objekten, deren Rest als Oortwolke ausgeworfen wurde. Wie der Mond der Erde könnte auch Charon das Ergebnis einer Kollision zwischen Pluto und einem anderen Körper sein.

Pluto kann mit einem Amateurteleskop gesehen werden, aber das ist nicht leicht. Mehrere Websites zeigen die augenblickliche Position von Pluto (und die der Planeten) am Himmel, aber viel detailliertere Karten und sorgfältige Beobachtungen über mehrere Tage hinweg sind nötig, um ihn zuverlässig zu finden. Umgängliche Karten können mit vielen Planetariumprogrammen erstellt werden.


Charon

Charon ist Plutos größter Satellit:

        Umlaufbahn:  19.640 km von Pluto entfernt
        Durchmesser: 1212 km
        Masse:       1.90·1021 kg

Charon wurde nach der mythologischen Figur benannt, die die Toten über den Styx (sowie den Acheron und den Kokytus) in den Hades (die Unterwelt) übersetzt.

(Obwohl Charon offiziell nach dieser mythologischen Figur benannt wurde, benannte ihn sein Entdecker zu Ehren seiner Frau Charlene. Deshalb sprechen ihn die, die davon wissen, vorne mit „Sch“ aus).

Charon wurde 1978 von Jim Christy entdeckt. Vorher hielt man Pluto für größer, nachdem auf Bildern Charon und Pluto zusammenhängend abgebildet wurden.

Charon ist darin ungewöhnlich, daß er im Hinblick auf seinen Zwergplaneten der größte Mond im Sonnensystem ist (eine Auszeichnung, die einmal der Mond der Erde innehatte). Manche halten Pluto/Charon eher für einen Doppelplaneten als für Zwergplanet und Mond.

Charons Radius ist nicht genau bekannt. JPLs Wert von 586 hat eine Fehlerquote von ±13, mehr als zwei Prozent. Seine Masse und Dichte sind ebenfalls kaum bekannt.

Pluto und Charon sind insofern einzigartig, daß nicht nur Charon synchron rotiert, sondern auch Pluto: beide wenden sich ständig die selbe Seite zu (dies macht die Phasen von Charon, von Pluto aus gesehen, sehr interessant).

Charons Zusammensetzung ist unbekannt, aber seine geringe Dichte (ungefähr 2 Gramm pro Kubikzentimeter) deutet an, daß er den eisigen Saturnmonden (d.h. Rhea) sehr ähnlich ist. Seine Oberfläche scheint mit gefrorenem Wasser-Eis bedeckt zu sein. Damit unterschiedet sich Charon interessanterweise von Pluto.

Im Gegensatz zu Pluto scheint Charon keine großen Helligkeitsmerkmale zu haben, obwohl er kleinere aufweisen könnte, die noch nicht erschlossen wurden.

Man glaubt, daß Charon durch einen gigantischen Einschlag geformt wurde, so ähnlich, wie das auch beim Mond der Erde der Fall war.

Es ist zweifelhaft, ob Charon eine erkennbare Atmosphäre besitzt.


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Inhalt ... Sonne ... Neptun ... Nereid ... Pluto / Charon ... Kleine Körper ... Daten ... Originalseite


Impressum, © Bill Arnett, übersetzt von Michael Wapp; Datenstand: Oktober 2006; zuletzt ergänzt: 30. Dezember 2008