"Wer hätte gedacht, dass Pluto ein Graffitikünstler ist, der seinen Begleiter mit einem rötlichen Fleck besprüht, der ein Gebiet von der Größe New Mexikos bedeckt?"
Hochauflösende, verbesserte Farbansicht von Plutos größtem Mond, Charon. Rötliches Material in der nördlichen (oberen) Polarregion - Mordor Macula - ist chemisch aufbereitetes Methan, das aus Plutos Atmosphäre auf Charon entweicht. Bild über NASA / JHUAPL / SwRI.
Mehr als ein Jahr, nachdem die Raumsonde New Horizons im Juli 2015 über den Planeten gefegt ist, erscheinen immer noch faszinierende Neuigkeiten vom Zwergplaneten Pluto und seinem größten Mond Charon. Ein Monat vor dem historischen Vorbeiflug - wahrscheinlich der einzige derartige Vorbeiflug von Pluto in einigen unserer Lebenszeit - Die Kameras von New Horizons sahen Charons Nordpolregion als rötlich an. Nach der Analyse der Bilder und anderer Daten, die von New Horizons zurückgesandt wurden, sagten Wissenschaftler am 14. September 2016, dass Charons polare Färbung von Pluto selbst herrührt. Sie sagten, dass Methangas, das aus Plutos Atmosphäre entweicht, durch Charons Schwerkraft "gefangen" wird. Das Gas gefriert zu der kalten, eisigen Oberfläche an Charons Pol. Dann findet ein chemischer Prozess statt, bei dem ultraviolettes Licht von der Sonne das Methan in schwerere Kohlenwasserstoffe und schließlich in rötliche organische Materialien, sogenannte Tholine, umwandelt.
Die Arbeit der Wissenschaftler wird im Fachjournal veröffentlicht Natur.
Will Grundy ist ein Mitermittler von New Horizons vom Lowell Observatory in Flagstaff, Arizona, und Hauptautor des Papiers. In einer Erklärung der NASA sagte er:
Wer hätte gedacht, dass Pluto ein Graffitikünstler ist, der seinen Begleiter mit einem rötlichen Fleck besprüht, der ein Gebiet von der Größe New Mexikos bedeckt?
Jedes Mal, wenn wir etwas erkunden, finden wir Überraschungen. Die Natur ist erstaunlich erfinderisch darin, die grundlegenden Gesetze der Physik und Chemie zu nutzen, um spektakuläre Landschaften zu schaffen.
Die NASA-Erklärung, wie Grundys Team zu den Schlussfolgerungen über Charons roten Pol gelangt ist:
Das Team kombinierte Analysen aus detaillierten Charon-Bildern von New Horizons mit Computermodellen der Eisentwicklung auf Charons Polen. Missionswissenschaftler hatten zuvor spekuliert, dass Methan aus Plutos Atmosphäre im Nordpol von Charon gefangen und langsam in rötliches Material umgewandelt wurde, hatten aber keine Modelle, die diese Theorie stützten.
Das New Horizons-Team untersuchte die Daten, um festzustellen, ob die Bedingungen auf dem texanischen Mond (mit einem Durchmesser von 753 Meilen oder 1.212 Kilometern) die Erfassung und Verarbeitung von Methangas ermöglichen könnten. Die Modelle, die die 248-jährige Umlaufbahn von Pluto und Charon um die Sonne nutzen, zeigen extremes Wetter an den Polen von Charon, wo sich 100 Jahre ununterbrochenes Sonnenlicht mit einem weiteren Jahrhundert ununterbrochener Dunkelheit abwechseln. Die Oberflächentemperaturen in diesen langen Wintern sinken auf -430 Fahrenheit (-257 Celsius), kalt genug, um Methangas zu einem Feststoff einzufrieren.
Grundy erklärte:
Die Methanmoleküle prallen auf der Oberfläche von Charon herum, bis sie entweder in den Weltraum zurückkehren oder auf dem kalten Pol landen, wo sie fest gefrieren und eine dünne Schicht Methaneis bilden, die so lange anhält, bis das Sonnenlicht im Frühjahr zurückkehrt.
Die Wissenschaftler erklärten jedoch, dass die schwereren Kohlenwasserstoffe an der Oberfläche verbleiben, während sich das Methaneis schnell sublimiert.
Die Modelle schlugen auch vor, dass im Frühling von Charon das zurückkehrende Sonnenlicht die Umwandlung des gefrorenen Methans in Gas auslöst. Während das Methaneis schnell sublimiert, bleiben die schwereren Kohlenwasserstoffe, die bei diesem Verdampfungsprozess entstehen, an der Oberfläche.
Das Sonnenlicht bestrahlt diese Reste weiter mit rötlichem Material - so genannten Tholinen -, das sich über Jahrmillionen langsam auf Charons Stangen angesammelt hat. Die Beobachtungen von New Horizons an Charons anderem Pol, der sich derzeit in der Dunkelheit des Winters befindet und von New Horizons nur durch von Pluto reflektiertes Licht oder "Pluto-Shine" gesehen wird, bestätigten, dass an beiden Polen die gleiche Aktivität stattfand.
Alan Stern, Hauptforscher von New Horizons vom Southwest Research Institute und Mitautor der Studie, sagte:
Diese Studie löst eines der größten Rätsel, die wir auf Charon, Plutos Riesenmond, entdeckt haben. Und es eröffnet die Möglichkeit, dass andere kleine Planeten im Kuipergürtel mit Monden ähnliche oder noch umfassendere atmosphärische Übertragungsmerkmale auf ihren Monden erzeugen.
Falschfarbenbild von Plutos herzförmigem Sputnik-Planum, das 2015 erstmals von New Horizons gesehen wurde. Bild über NASA / JHUAPL / SwRI.
Fazit: Nach der Analyse der Bilder und anderer Daten, die New Horizons während seines Vorbeiflugs von Pluto im Jahr 2015 zurückgesandt hatte, sagten die Wissenschaftler am 14. September 2016, dass die rote Farbe am Nordpol von Charon als Methangas entsteht, das aus Pluto selbst entweicht.