Pluto & Charon von der Oberfläche eines der neu entdeckten Kandidatensatelliten von Pluto aus gesehen. Bildnachweis: David A. Aguilar (CfA). klicken um zu vergrößern
Merkur kocht. Der Mars friert. Die Erde ist genau richtig. Wenn es um die Temperaturen der Planeten geht, ist es sinnvoll, dass sie mit zunehmender Entfernung von der Sonne kälter werden. Aber dann ist da noch Pluto. Es wurde vermutet, dass diese abgelegene Welt noch kälter sein könnte, als sie sein sollte. Wissenschaftler von Smithsonian haben jetzt gezeigt, dass dies wahr ist.
Wissenschaftler diskutieren weiterhin, ob Pluto ein Planet ist oder als Flüchtling aus dem Kuipergürtel betrachtet werden sollte. Unabhängig von seiner Klassifizierung, Pluto und sein Mond Charon mit Sicherheit Geheimnisse über die frühe Geschichte der Planetenentstehung bergen. Charon hat ungefähr die Hälfte des Durchmessers des Planeten selbst und sie bilden ein einzigartiges Paar in unserem Sonnensystem. Wie sie zusammenkamen, bleibt ein Rätsel.
Dreißigmal weiter von der Sonne entfernt als die Erde, ist das Sonnenlicht, das die Oberfläche von Pluto erreicht, bestenfalls schwach, da der Tag hier zu Hause der dunklen Dämmerung ähnelt. Die Temperatur von Pluto variiert während seiner Umlaufbahn stark, da Pluto bis zu 30 Astronomische Einheiten (AE) und bis zu 50 AE von der Sonne entfernt sein kann. (Eine AE ist die durchschnittliche Entfernung zwischen Erde und Sonne von 93 Millionen Meilen.) Wenn sich Pluto von der Sonne entfernt, wird erwartet, dass seine dünne Atmosphäre gefriert und als Eis an die Oberfläche fällt.
Reflektiertes Sonnenlicht, das mit Instrumenten wie dem Keck-Teleskop auf Hawaii und dem Hubble-Weltraumteleskop gesammelt wurde, deutete darauf hin, dass die Oberfläche von Pluto im Gegensatz zu Charon kälter sein könnte, als sie sein sollte. Jedoch konnte kein Teleskop, das ihre thermische Emission (ihre Wärme) direkt messen konnte, genau genug spähen, um die beiden Körper zu unterscheiden. Ihre unmittelbare Nähe stellte eine gewaltige Herausforderung dar, da sie nie weiter als 0,9 Bogensekunden voneinander entfernt sind, was etwa der Länge eines Bleistifts aus einer Entfernung von 48 km entspricht.
Jetzt haben Smithsonian-Astronomen, die das Submillimeter Array (SMA) auf dem Mauna Kea in Hawaii verwenden, zum ersten Mal direkte Messungen der thermischen Wärme von beiden Welten durchgeführt und festgestellt, dass Pluto tatsächlich kälter ist als erwartet, sogar kälter als Charon.
„Wir alle kennen die Venus und ihren außer Kontrolle geratenen Treibhauseffekt“, sagte Mark Gurwell vom Harvard-Smithsonian Center for Astrophysics (CfA), Co-Autor dieser Studie zusammen mit Bryan Butler vom National Radio Astronomy Observatory. „Pluto ist ein dynamisches Beispiel für das, was wir einen Anti-Treibhauseffekt nennen könnten. Die Natur hinterlässt uns gerne mit Geheimnissen – und das war ein großes.“
Während der Beobachtungen nutzte die SMA ihre am weitesten ausgedehnte Konfiguration, um hochauflösende interferometrische Daten zu erhalten, die separate „Thermometer“-Messwerte für Pluto und Charon ermöglichten. Es stellte sich heraus, dass die Temperatur der eisbedeckten Oberfläche von Pluto etwa 43 K (-382 Grad F) betrug, anstatt der erwarteten 53 K (-364 Grad F), wie auf dem nahe gelegenen Charon. Dies passt zum aktuellen Modell, dass die niedrige Temperatur von Pluto durch das Gleichgewicht zwischen dem Oberflächeneis und seiner dünnen Stickstoffatmosphäre verursacht wird, nicht nur durch die einfallende Sonnenstrahlung. Sonnenlicht (Energie), das die Oberfläche von Pluto erreicht, wird verwendet, um einen Teil des Stickstoffeises in Gas umzuwandeln, anstatt die Oberfläche zu erwärmen. Dies ist vergleichbar mit der Art und Weise, wie die Verdunstung einer Flüssigkeit eine Oberfläche kühlen kann, wie z. B. Schweiß, der Ihre Haut kühlt.
„Diese Ergebnisse sind wirklich aufregend und machen auch Spaß“, sagte Gurwell. „Stellen Sie sich vor, die Temperatur von etwas aus einer Entfernung von fast fünf Milliarden Kilometern zu messen, ohne einen Hausbesuch zu machen!“
Diese Forschung wird auf der 207. Tagung der American Astronomical Society in Washington, DC vorgestellt.
Das Harvard-Smithsonian Center for Astrophysics (CfA) mit Hauptsitz in Cambridge, Massachusetts, ist eine gemeinsame Zusammenarbeit zwischen dem Smithsonian Astrophysical Observatory und dem Harvard College Observatory. CfA-Wissenschaftler, die in sechs Forschungsabteilungen organisiert sind, untersuchen den Ursprung, die Entwicklung und das endgültige Schicksal des Universums.
Originalquelle: CfA-Pressemitteilung