Nachdem Pluto 1930 von Clyde Tombaugh offiziell entdeckt wurde, galt er fast ein Jahrhundert lang als neunter Planet unseres Sonnensystems. Im Jahr 2006 war es als „Zwergplanet“ neu klassifiziert aufgrund der Entdeckung anderer transneptunischer Objekte (TNOs) vergleichbarer Größe. Das ändert jedoch nichts an seiner Bedeutung in unserer Galaxie. Es ist nicht nur das größte TNO, sondern auch der größte und zweitmassereichste Zwergplanet unseres Sonnensystems.
Infolgedessen wurde diesem ehemaligen Planeten viel Zeit und Studium gewidmet. Und mit dem erfolgreichen Vorbeiflug der Neue Horizonte Mission diesen Monat haben wir endlich ein klares Bild davon, wie es aussieht. Während Wissenschaftler die riesigen Datenmengen, die zurückgesendet werden, überfluten, ist unser Verständnis dieser Welt am Rande unseres Sonnensystems sprunghaft gewachsen.
Entdeckung:
Die Existenz von Pluto wurde vorhergesagt, bevor sie beobachtet wurde. In den 1840er Jahren verwendete der französische Mathematiker Ubrain Le Verrier die Newtonsche Mechanik, um die Position von Neptun (die noch nicht entdeckt wurde) basierend auf der Störung des Uranus vorherzusagen. Im späten 19. Jahrhundert führten nachfolgende Beobachtungen von Neptun Astronomen zu der Annahme, dass auch ein Planet seine Umlaufbahn störte.
Im Jahr 1906 gründete Percival Lowell – ein amerikanischer Mathematiker und Astronom, der die Lowell-Observatorium in Flagstaff, Arizona, im Jahr 1894 – initiierte ein Projekt zur Lokalisierung von „Planet X“, dem möglichen neunten Planeten des Sonnensystems. Leider starb Lowell 1916, bevor eine bestätigte Entdeckung gemacht wurde. Aber ohne es zu wissen, hatten seine Vermessungen zwei schwache Bilder von Pluto (19. März und 7. April 1915) aufgenommen, die nicht als das erkannt wurden, was sie waren.
Die Entdeckungsfotos von Pluto vom 23. und 29. Januar 1930. Credit: Lowell Observatory Archives
Nach Lowells Tod wurde die Suche erst 1929 wieder aufgenommen, als der Direktor des Lowell-Observatoriums (Vesto Melvin Slipher) Clyde Tombaugh mit der Suche nach Planet X betraute. Ein 23-jähriger Astronom aus Kansas, Tombaugh, verbrachte das nächste Jahr damit, Teile des Nachthimmels zu fotografieren und dann die Fotos zu analysieren, um festzustellen, ob irgendwelche Objekte ihre Position verschoben hatten.
Am 18. Februar 1930 entdeckte Tombaugh auf fotografischen Platten, die im Januar desselben Jahres aufgenommen wurden, ein mögliches sich bewegendes Objekt. Nachdem das Observatorium weitere Fotos erhalten hatte, um die Existenz des Objekts zu bestätigen, wurde die Entdeckungsnachricht am 13. März 1930 an das Harvard College Observatory telegrafiert. Der mysteriöse Planet X war endlich entdeckt.
Benennung:
Nach Bekanntgabe der Entdeckung wurde das Lowell-Observatorium mit Namensvorschlägen überflutet. Der Name Pluto, basierend auf dem römischen Gott der Unterwelt, wurde von Venetia Burney (1918–2009), einem damals elfjährigen Schulmädchen in Oxford, England, vorgeschlagen. Sie schlug es in einem Gespräch mit ihrem Großvater vor, der den Namen an den Astronomieprofessor Herbert Hall Turner weitergab, der ihn an Kollegen in den USA verkabelte.
Plutos Oberfläche, wie sie vom Hubble-Weltraumteleskop aus in mehreren Bildern aus den Jahren 2002 und 2003 betrachtet wird. Quelle: NASA/Hubble
Das Objekt wurde am 24. März 1930 offiziell benannt und es kam zu einer Abstimmung zwischen drei Möglichkeiten – Minerva, Cronus und Pluto. Jedes Mitglied des Lowell-Observatoriums stimmte für Pluto, und der Name wurde am 1. Mai 1930 bekannt gegeben. Die Wahl beruhte zum Teil darauf, dass die ersten beiden Buchstaben von Pluto – P und L – den Initialen von Percival Lowell entsprachen.
Der Name hat sich schnell bei der breiten Öffentlichkeit durchgesetzt. 1930 ließ sich Walt Disney anscheinend davon inspirieren, als er einen Hundebegleiter für Mickey Mouse namens Pluto vorstellte. 1941 benannte Glenn T. Seaborg das neu geschaffene Element Plutonium nach Pluto. Dies entsprach der Tradition, Elemente nach neu entdeckten Planeten zu benennen – wie zum Beispiel Uran, das nach Uranus benannt wurde; und Neptunium, das nach Neptun benannt wurde.
Größe, Masse und Umlaufbahn:
Mit einer Masse von 1,305 ± 0,007 x 1o²² kg – das entspricht 0,00218 Erden und 0,178 Monden – ist Pluto der zweitmassereichste Zwergplanet und das zehntmassereichste bekannte Objekt, das direkt die Sonne umkreist. Es hat eine Oberfläche von 1.765×107km und ein Volumen von 6,97×109km3.
Karte der Oberflächenmerkmale von Pluto mit (informellen) Namen für einige der größten Oberflächenmerkmale. Bildnachweis: NASA/JHUAPL
Pluto hat eine mäßig exzentrische und geneigte Umlaufbahn, die von 29.657 AE (4,4 Milliarden km) im Perihel bis 48,871 AE (7,3 Milliarden km) im Aphel reicht. Dies bedeutet, dass Pluto der Sonne periodisch näher als Neptun kommt, aber eine stabile Orbitalresonanz mit Neptun verhindert, dass sie kollidieren.
Pluto hat eine Umlaufzeit von 247,68 Erdjahren, was bedeutet, dass es fast 250 Jahre dauert, um eine einzelne Umlaufbahn der Sonne zu vollenden. Die Rotationsperiode (ein einzelner Tag) beträgt 6,39 Tage auf der Erde. Wie Uranus dreht sich Pluto auf der Seite, mit einer axialen Neigung von 120° relativ zu seiner Orbitalebene, was zu extremen jahreszeitlichen Schwankungen führt. Zu seinen Sonnenwenden befindet sich ein Viertel seiner Oberfläche im ständigen Tageslicht, während ein weiteres Viertel in ständiger Dunkelheit liegt.
Zusammensetzung und Atmosphäre:
Mit einer mittleren Dichte von 1,87 g/cm²3, Plutos Komposition unterscheidet sich zwischen einem eisigen Mantel und einem felsigen Kern. Die Oberfläche besteht zu mehr als 98% aus Stickstoffeis mit Spuren von Methan und Kohlenmonoxid. Die Oberfläche ist sehr abwechslungsreich, mit großen Helligkeits- und Farbunterschieden. Ein bemerkenswertes Merkmal ist ein großer, blasser Bereich mit dem Spitznamen 'Herz'.
Die theoretische Struktur von Pluto, bestehend aus 1. Gefrorener Stickstoff 2. Wassereis 3. Gestein. Bildnachweis: NASA/Pat Rawlings
Wissenschaftler vermuten auch, dass die innere Struktur von Pluto differenziert ist, wobei sich das felsige Material zu einem dichten Kern abgelagert hat, der von einem Mantel aus Wassereis umgeben ist. Der Durchmesser des Kerns wird auf etwa 1700 km geschätzt, das sind 70 % des Durchmessers von Pluto. Dank des Zerfalls radioaktiver Elemente ist es möglich, dass Pluto an der Kern-Mantel-Grenze eine 100 bis 180 km dicke unterirdische Ozeanschicht enthält.
Pluto hat eine dünne Atmosphäre aus Stickstoff (N2), Methan (CH4) und Kohlenmonoxid (CO), die mit ihrem Eis auf der Oberfläche von Pluto im Gleichgewicht stehen. Der Planet ist jedoch so kalt, dass die Atmosphäre während eines Teils seiner Umlaufbahn erstarrt und an die Oberfläche fällt. Die durchschnittliche Oberflächentemperatur beträgt 44 K (-229 °C) und reicht von 33 K (-240 °C) am Aphel bis 55 K (-218 °C) am Perihel.
Satelliten:
Pluto hat fünf bekannte Satelliten. Die größte und nächste im Orbit von Pluto ist Charon. Dieser Mond wurde erstmals 1978 vom Astronomen James Christy anhand von Fotoplatten des United States Naval Observatory (USNO) in Washington, D.C. identifiziert. Jenseits von Charon liegen die vier anderen zirkumbinären Monde – Styx , Nix , Kerberos , und Hydra , bzw.
Nix und Hydra wurden 2005 gleichzeitig vom Pluto Companion Search Team mit dem Hubble-Weltraumteleskop entdeckt. Dasselbe Team entdeckte 2011 Kerberos. Der fünfte und letzte Satellit, Styx, wurde 2012 von der Raumsonde New Horizons entdeckt, als sie Bilder von Pluto und Charon aufnahm.
Künstlerisches Konzept, das die Skala und Helligkeit der Monde von Pluto vergleicht. Bildnachweis: NASA/ESA/M. Showalter
Charon, Styx und Kerberos sind alle massiv genug, um unter ihrer eigenen Schwerkraft in eine Kugelform zusammengebrochen zu sein. Nix und Hydra hingegen haben eine längliche Form. Das Pluto-Charon-System ist ungewöhnlich, da es eines der wenigen Systeme im Sonnensystem ist, dessen Schwerpunkt über der Primäroberfläche liegt. Kurz gesagt, Pluto und Charon umkreisen einander, was einige Wissenschaftler zu der Behauptung veranlasst, es handele sich um ein „Doppelzwergsystem“ anstelle eines Zwergplaneten und eines umkreisenden Mondes.
Darüber hinaus ist es ungewöhnlich, dass jeder Körper durch Gezeiten an den anderen gebunden ist. Charon und Pluto präsentieren sich immer das gleiche Gesicht; und von jeder Position an einem der Körper ist der andere immer an derselben Position am Himmel oder immer verdeckt. Dies bedeutet auch, dass die Rotationsperiode von jedem gleich der Zeit ist, die das gesamte System braucht, um sich um seinen gemeinsamen Schwerpunkt zu drehen.
Im Jahr 2007 wurden Beobachtungen der Gemini-Observatorium von Flecken von Ammoniakhydraten und Wasserkristallen auf der Oberfläche von Charon deuteten auf das Vorhandensein aktiver Kryo-Geysire hin. Dies scheint darauf hinzuweisen, dass Pluto einen unterirdischen Ozean hat, der eine warme Temperatur hat und dass der Kern geologisch aktiv ist. Es wird angenommen, dass Plutos Monde durch eine Kollision zwischen Pluto und einem ähnlich großen Körper zu Beginn der Geschichte des Sonnensystems entstanden sind. Bei der Kollision wurde Material freigesetzt, das sich in den Monden um Pluto verfestigte.
Einstufung:
Ab 1992 wurden viele Körper entdeckt, die im selben Gebiet wie Pluto kreisten, was zeigt, dass Pluto Teil einer Population von Objekten ist, die als bezeichnet werden Cooper Gürtel . Dies stellte seinen offiziellen Status als Planet in Frage, wobei viele fragten, ob Pluto separat oder als Teil seiner umgebenden Bevölkerung betrachtet werden sollte – ähnlich wie Ceres, Pallas, Juno und Vesta, die nach der Entdeckung des Planeten ihren Status verloren haben Asteroidengürtel .
Am 29. Juli 2005 wurde die Entdeckung eines neuen Transneptunisches Objekt (TNO), Eris , wurde angekündigt, von dem angenommen wurde, dass es wesentlich größer als Pluto ist. Ursprünglich als „zehnter Planet“ des Sonnensystems bezeichnet, gab es keinen Konsens darüber, ob Eris den Planeten bildete oder nicht. Darüber hinaus betrachteten andere in der astronomischen Gemeinschaft seine Entdeckung als das stärkste Argument für die Neuklassifizierung von Pluto als Kleinplaneten.
Die Debatte spitzte sich am 24. August 2006 mit einer IAU-Resolution zu, die eine offizielle Definition des Begriffs „Planet“ vorsah. Laut XXVI. Generalversammlung der Internationalen Astronomischen Union muss ein Planet drei Kriterien erfüllen: Er muss sich in einer Umlaufbahn um die Sonne befinden, er muss über genügend Schwerkraft verfügen, um sich selbst in eine Kugelform zu ziehen, und er muss seine Umlaufbahn von anderen Objekten befreit haben.
Pluto erfüllt die dritte Bedingung nicht, da seine Masse nur das 0,07-fache der Masse der anderen Objekte in seiner Umlaufbahn beträgt. Die IAU entschied außerdem, dass Körper, die Kriterium 3 nicht erfüllen, als Zwergplaneten bezeichnet werden. Am 13. September 2006 umfasste die IAU Pluto und Eris und seinen Mond Dysnomie , in ihrem Kleinplaneten-Katalog .
Die Entscheidung der IAU stieß auf gemischte Reaktionen, insbesondere in der wissenschaftlichen Gemeinschaft. Zum Beispiel Alan Stern, der leitende Ermittler der NASANeue HorizonteMission zum Pluto, und Marc W. Buie – ein Astronom am Lowell Observatory – haben beide offen ihre Unzufriedenheit mit der Neuklassifizierung geäußert. Andere, wie Mike Brown – der Astronom, der Eris entdeckte – haben ihre Unterstützung zum Ausdruck gebracht.
Unser sich entwickelndes Verständnis von Pluto, dargestellt durch Bilder, die von Hubble 2002-3 aufgenommen wurden (links) und Bilder von New Horizons aus dem Jahr 2015 (rechts). Bildnachweis: theguardian.com
Vom 14. bis 16. August 2008 wurde in dem, was als „ Die große Planetendebatte “, versammelten sich Forscher beider Seiten des Themas im Labor für angewandte Physik der Johns Hopkins University. Leider wurde kein wissenschaftlicher Konsens erzielt; aber am 11. Juni 2008 gab die IAU in einer Pressemitteilung bekannt, dass der Begriff „Plutoid“ fortan verwendet werden würde, um sich auf Pluto und andere ähnliche Objekte zu beziehen.
Erkundung:
Pluto stellt aufgrund seiner geringen Masse und seiner großen Entfernung von der Erde große Herausforderungen für Raumfahrzeuge dar. 1980 begann die NASA darüber nachzudenken, dieReisen 1Raumschiff auf einem Vorbeiflug von Pluto. Die Controller entschieden sich jedoch stattdessen für einen nahen Vorbeiflug an Saturns Mond Titan, was zu einer Flugbahn führte, die mit einem Vorbeiflug an Pluto nicht kompatibel war.
Reisen 2hatte nie eine plausible Flugbahn, um Pluto zu erreichen, aber der Vorbeiflug an Neptun und Triton im Jahr 1989 führte Wissenschaftler dazu, erneut über eine Mission nachzudenken, die eine Raumsonde zu Pluto bringen würde, um die Cooper Gürtel und Kuipergürtel-Objekte (KBOs). Dies führte zur Bildung derPTrauer um Kuiper ExpressMissionsvorschlag, und die NASA weist das JPL an, einen Vorbeiflug an Pluto am Kuipergürtel zu planen.
Im Jahr 2000 wurde das Programm aufgrund offensichtlicher Haushaltsbedenken eingestellt. Nachdem die wissenschaftliche Gemeinschaft viel Druck ausgeübt hatte, wurde eine überarbeitete Mission zu Pluto, genanntNeue Horizonte, wurde schließlich 2003 von der US-Regierung finanziert.Neue Horizontewurde am 19. Januar 2006 erfolgreich gestartet.
Vom 21.-24. September 2006,Neue Horizontegeschafft zu erobern seine ersten Bilder von Pluto beim Testen der LORRI-Instrumente. Diese Bilder, die aus einer Entfernung von ca. 4.200.000.000 km (2.6×109mi) oder 28,07 AU und am 28. November veröffentlicht, bestätigte die Fähigkeit der Raumsonde, entfernte Ziele zu verfolgen.
Die Fernbegegnungsoperationen bei Pluto begannen am 4. Januar 2015. Zwischen dem 25. und 31. Januar nahm die sich nähernde Sonde mehrere Bilder von Pluto , die am 12. Februar von der NASA veröffentlicht wurden. Diese Fotos, die aus einer Entfernung von mehr als 203.000.000 km (126.000.000 mi) aufgenommen wurden, zeigten Pluto und seinen größten Mond Charon.
Pluto und Charon, aufgenommen von der Raumsonde New Horizons vom 25. bis 31. Januar. Bildnachweis: NASA
DieNeue HorizonteRaumsonde näherte sich Pluto um 07:49:57 EDT (11:49:57 UTC) am 14. Juli 2015 , und dann Charon um 08:03:50 EDT (12:03:50 UTC). Telemetrien, die einen erfolgreichen Vorbeiflug und den Gesundheitszustand des Raumfahrzeugs bestätigten, erreichten die Erde um 20:52:37 EDT (00:52:37 UTC).
Während des Vorbeiflugs machte die Sonde die bisher klarsten Bilder von Pluto, und es wird erwartet, dass die vollständige Analyse der erhaltenen Daten Jahre dauert. Die Raumsonde fliegt derzeit mit einer Geschwindigkeit von 14,52 km/s (9,02 mi/s) relativ zur Sonne und mit 13,77 km/s (8,56 mi/s) relativ zu Pluto.
Obwohl uns die New Horizons-Mission viel über Pluto gezeigt hat – und dies auch weiterhin tun wird, während die Wissenschaftler alle von den Instrumenten der Sonde gesammelten Daten untersuchen – müssen wir noch viel über diese ferne und mysteriöse Welt lernen. Mit der Zeit und mit weiteren Missionen zum äußeren Sonnensystem können wir möglicherweise einige seiner tieferen Geheimnisse entschlüsseln.
Künstlerische Darstellung der Raumsonde New Horizons im Orbit um Pluto (Charon ist im Hintergrund zu sehen). Bildnachweis: NASA/JPL
Bis dahin bieten wir alle Informationen an, die derzeit auf Pluto verfügbar sind. Wir hoffen, dass Sie unter den folgenden Links finden, wonach Sie suchen, und wünschen Ihnen wie immer viel Spaß beim Forschen!
Eigenschaften von Pluto:
- Pluto-Datenblatt
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- Woraus besteht Pluto?
- Masse von Pluto
- Wie groß ist Pluto?
Bewegung und Lage von Pluto:
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- Plutos Entfernung von der Sonne
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Monde von Pluto:
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Andere Pluto-Artikel:
- Jenseits von Pluto
- Gibt es Leben auf Pluto?
- Merkur und Pluto
