Plutos eisiges Herz lässt Wind wehen

Hellbrauner Globus mit großem herzförmigem Merkmal.

Nur ein irdisches Raumschiff hat Pluto jemals besucht.Neue Horizontesammelte die Daten, um dieses zusammengesetzte Bild im Jahr 2015 zu erstellen. Das herzförmige Merkmal heißt jetztTombaugh-Region. Es ist eine große, helle Ebene – das größte Merkmal der Welt – benannt nach Plutos Entdecker.Clyde Tombaugh. Neue Forschungen haben ergeben, dass dieses Herz von Pluto die Winde des Planeten wehen lässt. Bild über NASA/JHU APL/SWRI/AGU.


War es nicht wunderbar, als – nach all der Enttäuschung um Pluto’sVerlustdes Großplanetenstatus im Jahr 2006 – die Raumsonde New Horizons machte 2015 ihren historischen Flug über den Planeten und entdeckte einen großenHerzauf seiner Oberfläche? Letzte Woche (4. Februar 2020) haben Wissenschaftler etwas Neues und Interessantes über Plutos Herz bekannt gegeben, das heißtTombaugh-Region, und das ist eine riesige Ebene auf dem Planeten, die mit Stickstoffeis bedeckt ist. Die neue Forschung zeigt, dass Plutos berühmtes Stickstoffherzregiert seine atmosphärische Zirkulation. Es lässt Plutos Winde wehen.

Diese neue Forschung warveröffentlicht4. Februar imZeitschrift für geophysikalische Forschung: Planeten. Diese Zeitschrift wird von der American Geophysical Union (AGU). ZUStellungnahmevon AGU erklärt:


Tagsüber erwärmt sich eine dünne Schicht [des Stickstoffeises, das Tombaugh Regio bedeckt] und verwandelt sich in Dampf. Nachts kondensiert der Dampf und bildet wieder Eis. Jede Sequenz ist wie ein Herzschlag, der Stickstoffwinde um den Zwergplaneten pumpt.

Die neue Arbeit legt nahe, dass dieser Zyklus die Atmosphäre von Pluto dazu bringt, in die entgegengesetzte Richtung ihrer Drehung zu zirkulieren – ein einzigartiges Phänomen namensRetro-Rotation. Wenn die Luft nahe an der Oberfläche peitscht, transportiert sie Hitze, Eiskörner und Dunstpartikel, um dunkle Windstreifen und Ebenen über die nördlichen und nordwestlichen Regionen von Tombaugh Regio zu erzeugen. Laut dem Hauptautor der Studie, Astrophysiker und PlanetenwissenschaftlerTanguy Bertranddes Ames Research Center der NASA in Kalifornien:

Dies unterstreicht die Tatsache, dass Plutos Atmosphäre und Winde – auch wenn die Dichte der Atmosphäre sehr gering ist – auf die Oberfläche einwirken können.

Ein verschwommener runder Planet mit einem hellen, vage herzförmigen Merkmal.

Bevor New Horizons Pluto besuchte, nahm das Hubble-Weltraumteleskop 2010 dieses Bild des fernen Planeten auf. Plutos Herz war damals noch nicht offenbart, aber in diesem Bild ist es etwas erkennbar. Bild über NASA/ ESA/ M. Buie/HubbleSite.


Plutoeinst galt als der Vorpostenplanet in unserem Sonnensystem, aber nicht mehr. Jetzt wissen wir, dass es sich um einen von vielen kleinen Körpern in den gefrorenen äußeren Bereichen des Sonnensystems handelt, einem Reich, das heute als bekannt istCooper Gürtel. Pluto liegt Milliarden von Meilen von unserem Planeten Erde entfernt. Es dauerte neun Jahre, bis New Horizons – eines der schnellsten Raumschiffe, die je von Erdbewohnern gebaut wurden – dorthin gelangte. Nach ihrer Ankunft benötigten die von New Horizons gesammelten Informationen 4,5 Stunden, um mit Lichtgeschwindigkeit (186.000 Meilen pro Sekunde) zur Erde zurückzukehren.

In diesem fernen Reich unseres Sonnensystems ist Stickstoffgas – daseine Hauptkomponenteder Erdatmosphäre – bildet auch den größten Teil der dünnen Atmosphäre von Pluto. Der größte Teil des Stickstoffeises auf Plutos Oberfläche ist auf Tombaugh Regio beschränkt, sagten diese Wissenschaftler. Um Plutos Herz zu beschreiben, sagten sie:

Sein linker „Lappen“ ist ein 1.000 Kilometer (620 Meilen) langer Eisschild, der sich in einem 3 Kilometer (1,9 Meilen) tiefen Becken namens Sputnik Planitia befindet – ein Gebiet, das aufgrund seiner geringen Höhe den größten Teil des Stickstoffeises des Zwergplaneten enthält . Der rechte „Lappen“ des Herzens besteht aus Hochland und stickstoffreichen Gletschern, die sich in das Becken erstrecken.

Nahaufnahme eines Gebiets von Tombaugh Regio. Glatte unregelmäßige Bereiche, die durch Linien getrennt sind.

Diese Nahaufnahme von New Horizons zeigt die Mitte links von Plutos Herzen. Es ist eine riesige, kraterlose Ebene, die mit Stickstoffeis bedeckt ist. Er ist vielleicht nicht älter als 100 Millionen Jahre und wird möglicherweise noch durch geologische Prozesse geformt. Diese gefrorene Region wurde benanntSputnik Planitia(Sputnik Plain), nach dem ersten künstlichen Satelliten der Erde. Die Oberfläche scheint in unregelmäßig geformte Segmente unterteilt zu sein, die von schmalen Trögen umgeben sind. Merkmale, die wie Hügelgruppen und Felder kleiner Gruben erscheinen, sind ebenfalls sichtbar. Bild aufgenommen am 14. Juli 2015. Merkmale mit einem Durchmesser von nur 1 km sind sichtbar. Bild überNASA/ JHU APL/ SWRI.


Bertrand kommentierte:

Vor New Horizons dachte jeder, dass Pluto ein sein würdeNetzball– ganz flach, fast keine Vielfalt. Aber es ist ganz anders. Es hat viele verschiedene Landschaften und wir versuchen zu verstehen, was dort vor sich geht.

Um dies zu erreichen, nutzten Bertrand und sein Team die Daten von New Horizons und simulierten dann den Stickstoffkreislauf von Pluto mit einem Wettervorhersagemodell. Dann beurteilten sie, wie Winde über Plutos Oberfläche wehten. Ihre Aussage erklärte:

Die Gruppe entdeckte, dass Plutos Winde über 4 Kilometer (2,5 Meilen) nach Westen wehen – die entgegengesetzte Richtung zur Ostdrehung des Zwergplaneten – in einer Retro-Rotation während des größten Teils des Jahres. Da Stickstoff in der Tombaugh Regio im Norden verdampft und im Süden zu Eis wird, löst seine Bewegung laut der neuen Studie Westwinde aus. Kein anderer Ort im Sonnensystem hat eine solche Atmosphäre, außer vielleicht Neptuns MondTriton.


Die Forscher fanden auch eine starke Strömung aus sich schnell bewegender, oberflächennaher Luft entlang der westlichen Grenze des Sputnik-Planitia-Beckens. Der Luftstrom ist wie Windmuster auf der Erde, wie zKuroshioam östlichen Rand Asiens. Atmosphärischer Stickstoff, der zu Eis kondensiert, treibt dieses Windmuster nach den neuen Erkenntnissen an. Die hohen Klippen von Sputnik Planitia fangen die kalte Luft im Inneren des Beckens ein, wo sie zirkuliert und stärker wird, wenn sie durch die westliche Region strömt.

Die Existenz des intensiven westlichen Grenzstroms erregtCandice Hansen-Koharcheck, ein Planetenwissenschaftler mit demInstitut für Planetologiein Tucson, Arizona, der nicht an der neuen Studie beteiligt war. Sie sagte:

Es liegt sehr an der Topographie oder den Besonderheiten der Umgebung. Ich bin beeindruckt, dass die Modelle von Pluto so weit fortgeschritten sind, dass man über regionales Wetter sprechen kann.

Im weiteren Sinne fand Hansen-Koharcheck die neue Studie faszinierend. Sie hat hinzugefügt:

Dieses ganze Konzept von Plutos schlagendem Herzen ist eine wunderbare Art, darüber nachzudenken.

Eine Karte des Tobaugh Regio-Gebiets, die mit benannten Merkmalen innerhalb und außerhalb des umrissenen Gebiets beschriftet ist.

Eine Karte des Gebiets Tombaugh Regio auf Pluto, die das herzförmige Oberflächenmerkmal enthält. Bild über NASA/JHU APL/SWRI/Wikimedia Commons.

Fazit: Ein herzförmiges Merkmal auf Pluto ist teilweise mit gefrorenem Stickstoff bedeckt. Tagsüber verdunstet Stickstoffeis im Norden und kondensiert nachts im Süden wieder zu Eis. Laut einer neuen Studie löst dieser Prozess für den größten Teil des Plutonischen Jahres Winde in westlicher Richtung aus, was der Ostdrehung des Zwergplaneten entgegengesetzt ist. Sie fanden auch schnelle und starke oberflächennahe Winde entlang der westlichen Grenze des Sputnik-Planitia-Beckens.

Quelle: Plutos schlagendes Herz reguliert die atmosphärische Zirkulation: Ergebnisse aus hochauflösenden und mehrjährigen numerischen Klimasimulationen

Über die American Geophysical Union