Das New Horizons-Team stellt die besten Bilder zusammen, die sie von Plutos anderer Seite haben

Pluto wurde 1930 vom Astronomen Clyde Tombaugh entdeckt. Jahrzehntelang war nicht viel über den einstigen Planeten bekannt. Wir nahmen an, es sei eine gefrorene, schlafende Welt.

Als der Hubble betriebsbereit war, begannen wir, Pluto besser kennenzulernen. Wir haben entdeckt, dass Pluto Monde hat, obwohl ihre Planeten-Mond-Anordnung ist ungewöhnlich . Dann im Jahr 2006 definierte die Internationale Astronomische Union (IAU) neu, was Planet bedeutet, und Pluto wurde auf Zwergplanet Status. (Eiszwergplanet, um genau zu sein.)

Nach Jahren des Versuchs, Pluto mit dem Hubble zu verstehen, hat die NASA Neue Horizonte Mission gestartet wurde. Die Raumsonde New Horizons erreichte Pluto im Sommer 2015 und näherte sich am 14. Juli 2015 am nächsten. New Horizons hat unser Verständnis von Pluto und seinen Monden grundlegend verändert.

Die Kameras von New Horizons lieferten uns hochauflösende Bilder von Pluto, die viel detaillierter waren als Hubble-Bilder. Und diese Bilder bedecken einen Großteil der Oberfläche von Pluto. Aber New Horizons war schnell unterwegs, mit 50.700 Stundenkilometern (31.500 Meilen pro Stunde). Da Plutos Tageslänge länger als sechs Erdtage ist, war New Horizons verschwunden, bevor die Gegenseite in die Nähe kam. Es ist nie in die Umlaufbahn um Pluto eingetreten.

Infolgedessen sind die besten Bilder von Pluto von der sogenannten „Begegnungshalbkugel“. Das ist die Seite von Pluto, die enthält Sputnik Planitia , und das steht Plutos Mond Charon nicht gegenüber. (Pluto und Charon sind miteinander verbunden.)

Die NASA-Raumsonde New Horizons hat dieses Bild von Sputnik Planitia aufgenommen – einer Gletscherfläche, die reich an Stickstoff, Kohlenmonoxid und Methaneis ist – das den linken Lappen eines herzförmigen Merkmals auf Plutos Oberfläche bildet. Aufgrund der Geschwindigkeit des Raumfahrzeugs und der Tageslänge von Pluto ist die andere Seite von Pluto nicht so gut abgebildet. Bildnachweis: NASA/Johns Hopkins University Applied Physics Laboratory/Southwest Research Institute

Der relative Mangel an hochauflösenden Bildern von Plutos Gegenseite hat Wissenschaftler frustriert. Es gibt Bilder von New Horizons 'Anflug auf Pluto, sie sind nur nicht so hochauflösend wie die Bilder von der Begegnungsseite, da das Raumschiff weiter entfernt war, als diese Seite von Pluto sichtbar war.

Eine neue Studie mit dem Titel „ Plutos andere Seite “ betrachtet Plutos Nicht-Begegnungsseite und versucht, ein integriertes Verständnis des Geländes und der Merkmale dort zu schaffen. Die Autoren der Studie kommen aus einer Vielzahl von Institutionen, darunter dem Lunar and Planetary Institute, dem NASA Ames Research Center und der Johns Hopkins University. Erstautor ist Alan Stern vom Southwest Research Institute.

New Horizons hat eine Reihe von Instrumenten an Bord, darunter den Long Range Reconnaissance Imager (LORRI) und die Multispectral Visual Imaging Camera (MVIC). Diese Instrumente gaben uns die hochauflösende Ansicht von Plutos Begegnungsseite, die wir alle genossen haben. New Horizons war viel weiter weg, als es Bilder von Plutos Gegenseite aufgenommen hat, aber es hat uns immer noch viel gegeben bessere Bilder als wir vorher hatten.

Globale zylindrische Karte, zentriert bei 0°E, die die Variation der Pixelskala der besten panchromatischen Bildgebung von New Horizons über Pluto darstellt. Die schwarze Region auf der Südhalbkugel wurde von New Horizons nicht abgebildet, da sie sich während des Vorbeiflugs in winterlicher Dunkelheit befand. Bildquelle: NASA/New Horizons/S. A. Stern et al., 2019

Die Studie zeigt, dass sich die Begegnungsseite von Pluto ein wenig von der Gegenseite unterscheidet. Die Begegnungsseite wird von einer Funktion namens . dominiert Sputnik Planitia , ein eisbedecktes Becken mit hoher Albedo. Die andere Seite hat nichts Vergleichbares.

Bilder der Nicht-Begegnungsseite von Pluto haben eine geringere Auflösung als Bilder der Begegnungsseite, aber sie enthalten immer noch wichtige Informationen, die dazu beitragen, diesen Teil des Zwergplaneten zu charakterisieren. Kursiv gedruckte Namen sind informell, andere sind formell. Bildquelle: NASA/New Horizons/S. A. Stern et al., 2019

Ansonsten sind sich beide Seiten ähnlich. New Horizons hat in den östlichen Regionen der Begegnungsseite Merkmale gefunden, die als „Klingengelände“ bezeichnet werden. Dieselben Merkmale, bei denen es sich um vertikale bis zu 300 Meter hohe Methan-Eissplitter handelt, wurden auch auf der anderen Seite gefunden. Tatsächlich scheinen sie auf Pluto weit verbreitet zu sein und sind auf der halben Oberfläche des Planeten zu finden.

Ein Bild des mit Klingen versehenen Terrains auf Plutos Begegnungsseite. Auf der anderen Seite wurde das gleiche Terrain gefunden. Wissenschaftler glauben, dass sie aus Methaneis bestehen und durch Sublimation gebildet werden. Bildquelle: NASA/JHUAPL/SwRI

Wissenschaftler glauben, dass sich die klingenförmigen Geländemerkmale von Pluto ähnlich bilden wie die Penitentes-Merkmale der chilenischen Anden. Diese Merkmale werden gebildet, wenn Schnee sublimiert. Penitentes sind jedoch viel kleiner und erreichen nur eine Höhe von etwa 5 Metern.

Ein Beispiel für die Penitentes vom südlichen Ende der Chajnantor-Ebene in Chile. Obwohl diese Eisformationen nur wenige Meter hoch sind, während Plutos klingenförmiges Gelände Hunderte von Fuß erreicht, haben sie beide ähnlich scharfe Grate und bilden sich durch Sublimation und Erosion. Credits: Wikimedia Commons/ESO

Die Autoren des neuen Papiers weisen auf die Schwierigkeit hin, diese Merkmale aufgrund der geringen Auflösung der Bilder zu charakterisieren. In der Veröffentlichung heißt es: „… Die Charakterisierung der Einheit für den FS muss in erster Linie auf Albedo-Variationen basieren, die bei der Bildgebung mit niedrigem Phasenansatz beobachtet werden, etwas unterstützt durch die Interpretation von Bildern der nahen Seite.“ Es hilft, dass New Horizons Bilder von Pluto aufgenommen hat, als er die Sonne verfinsterte und den Rand des Planeten enthüllte, und das Forschungsteam verwendete diese Bilder, um die Höhe der Merkmale auf der anderen Seite abzuleiten.

Die neue Forschung zeigt auch eine Region auf der anderen Seite von Pluto, die voller dunkler Flecken und sich kreuzender Linien ist. Das Forscherteam konnte diese Region mit Hilfe der Bilder der Gegenseite selbst, aber auch durch die Untersuchung der Merkmale auf der gegenüberliegenden Seite des Planeten charakterisieren. In diesem Fall liegen die Flecken und sich kreuzenden Linien gegenüber dem markanten Sputnik-Planitia-Merkmal.

Geologische Karte der anderen Seite von Pluto, die geologische Einheiten zeigt, die durch die Analyse von New Horizons-Bildgebungs-, Spektral- und Extremitätentopographiedaten identifiziert wurden. Bildquelle: NASA/New Horizons/S. A. Stern et al., 2019

Sputnik Planitia könnte ein Einschlagskrater sein, und dieser Einschlag hätte Stoßwellen um den Zwergplaneten geschickt, die möglicherweise die Region mit dunklen Merkmalen und linearen Merkmalen auf der gegenüberliegenden Seite erzeugt hätten. Merkur hat eine ähnliche Situation, wo das Caloris-Becken, einer der größten Einschlagskrater im Sonnensystem, direkt gegenüber dem sogenannten „sonderbaren Terrain“ des Merkur liegt. Das seltsame Gelände weist lineare Merkmale auf, die der anderen Seite von Pluto sehr ähnlich sind, und könnte gebildet worden sein, als der Einschlag im Caloris-Becken Stoßwellen um Merkur schickte, die sich auf der gegenüberliegenden Seite trafen.

Merkurs Caloris-Einschlagsbecken und „seltsames Terrain“ Das Caloris-Einschlagsereignis sandte Schockwellen um Merkur herum, die wahrscheinlich das seltsame Gelände auf der gegenüberliegenden Seite erzeugten. Wissenschaftler glauben, dass das gleiche mit Plutos Sputnik Planitia passiert ist. Bildquelle: Links: NASA/Messenger. Rechts:NASA / JHUAPL / CIW

Diese Ergebnisse sind nur ein verlockender Vorgeschmack auf die andere Seite von Pluto. Wie die Autoren in ihrem Papier sagen: 'Zukünftige Fortschritte in der Geologie, Geophysik und Kompositionsstudien der Gegenseite würden enorm von einem Pluto-Orbiter profitieren.' Es gibt Fragen zum Eiszwerg, die nur ein Orbiter beantworten kann:

• Wie ist die globale Verteilung der flüchtigen Einheiten von Pluto und wie hängt dies mit der Klimageschichte von Pluto zusammen?
• Was ist die Natur von Pluto? tolles First-Trog-System (RTS) und ist es wirklich global?
• Wie entstand Sputnik Planitia, und spielte seine Entstehung eine bedeutende Rolle bei der Gestaltung der Geologie auf der anderen Seite von Pluto?

Es ist die Rede davon, einen Orbiter zu Pluto zu schicken, obwohl die Autoren sagen, dass eine solche Mission mindestens zwei Jahrzehnte entfernt ist. Aber ein Vorschlag könnte diese Zeit verkürzen.

Die Fusionsfähiger Pluto-Orbiter und -Lander war ein von der NASA finanzierter Vorschlag aus dem Jahr 2017, der vorschlug, dass a Direct Fusion Drive (DFD) könnte 1.000 kg schicken. (2200 lb.) Orbiter zu Pluto in nur vier Jahren Reisezeit, die mehr als doppelt so schnell ist wie New Horizons. DFDs werden entwickelt, aber wir haben sie noch nicht.

Eine Illustration des konzeptionellen fusionsfähigen Pluto-Orbiters und -Landers bei Pluto. Bildquelle: Princeton Satellite Systems, NASA/JHUAPL/SwRI

Kurzfristig liegt es an der nächsten Generation von Teleskopen, die gebaut werden, um uns einen besseren Einblick in Pluto zu geben. Diese Teleskope, wie die 30-Meter-Teleskop und der Riesen-Magellan-Teleskop wird uns Ansichten des Eiszwergplaneten mit viel größerer Auflösung geben, die der Hubble hat.

Mehr:

• Forschungsbericht: Plutos andere Seite
• NASA: Raumsonde New Horizons
• NASA: Fusionsfähiger Pluto-Orbiter und -Lander
• Universum heute: Neueste Ergebnisse von New Horizons: Wolken auf Pluto, Erdrutsche auf Charon