Auf der Oberfläche des Zwergplaneten Pluto befindet sich eine riesige herzförmige Struktur. Diese gab Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftlern seit ihrer Entdeckung Rätsel auf. Einem Forschungsteam ist es nun gelungen, die ungewöhnliche Form selbst zu erzeugen.
Im Jahr 2015 schickte die Nasa-Raumsonde "New Horizons" Bilder des Zwergplaneten Pluto zur Erde. Dabei konnten Astrophysikerinnen und Astrophysiker zum ersten Mal einen Blick auf sein ungewöhnliches "Herz", auch als Tombaugh Regio bekannt, werfen. Die riesige herzförmige Struktur auf Plutos Oberfläche gab ihnen lange Zeit Rätsel auf.
Sie ist "mit einem Material mit hohem Rückstrahlvermögen bedeckt, das mehr Licht reflektiert als seine Umgebung", wie es in einer Pressemitteilung der Universität Bern heisst. Dadurch entstehe auch die weissere Farbe, die das "Herz" vom Rest der Oberfläche abhebt. Die Struktur besteht allerdings nicht aus einem einzigen Element.
Sputnik Planitia ist der westliche, tropfenförmige Teil von Plutos "Herz" und 1.200 mal 2.000 Kilometer gross. Das entspricht einem Viertel der Fläche Europas. Diese Region liegt drei bis vier Kilometer tiefer als der Grossteil von Plutos Oberfläche.
Pluto ist mit planetarischem Körper kollidiert
Forscherinnen und Forscher der Universität Bern sowie des Nationalen Forschungsschwerpunkts (NFS) PlanetS und der Universität of Arizona haben die Entstehung des "Herzens", genauer gesagt von Sputnik Planitia, nun genauer untersucht. Die Ergebnisse veröffentlichte das Team im Fachmagazin "Nature Astronomy".
Ihre Simulationen zeigen, dass es in Plutos früher Geschichte ein "drastisches, plötzliches Ereignis" gegeben haben muss, aus dem Sputnik Planitia hervorgegangen ist, wie es in der Pressemitteilung weiter heisst. Demnach ist der Zwergplanet mit einem planetarischen Körper mit einem Durchmesser von etwa 700 Kilometern kollidiert. Das entspricht etwa der Strecke zwischen Regensburg und Hamburg. Der Brocken bestand vermutlich überwiegend aus Eis mit einem Gesteinskern.
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"Die längliche Form von Sputnik Planitia deutet stark darauf hin, dass es sich nicht um einen direkten Frontalaufprall, sondern um einen Schrägaufprall handelte", sagt Martin Jutzi von der Universität Bern, der die Studie initiiert hat. Die Simulationen bestätigten diese Vermutung und bestimmten ausserdem die Zusammensetzung des Einschlagkörpers.
Deswegen sieht Plutos Struktur herzförmig aus
"Plutos Kern ist so kalt, dass das Gestein sehr hart blieb und trotz der Hitze des Einschlags nicht schmolz. Und dank des schrägen Einschlagwinkels und der geringen Geschwindigkeit sank der Kern des Einschlagkörpers nicht in Plutos Kern ein, sondern blieb auf ihm liegen", erklärt Harry Ballantyne von der Universität Bern, Hauptautor der Studie.
Unter Sputnik liegt also "der Restkern eines anderen massiven Körpers, den Pluto nie ganz verdaut hat", ergänzt Mitautor Erik Asphaug von der University of Arizona.
Plutos harter Kern sowie die niedrige Geschwindigkeit des Einschlagkörpers sind also der Grund dafür, dass die Struktur herzförmig aussieht. Wäre die Stärke den Forschern zufolge geringer gewesen, wäre auch die Oberflächenstruktur sehr symmetrisch geworden.
Warum ist Plutos Herz heller als seine restliche Oberfläche?
Auch für die weissere Farbe des Herzens hat das Team nun eine Erklärung gefunden: "Das helle Erscheinungsbild von Sputnik Planitia ist darauf zurückzuführen, dass es überwiegend mit weissem Stickstoff-Eis gefüllt ist", so Ballantyne. Das Eis bewege sich, es finde ein Strömungstransport statt, wodurch die Oberfläche ständig geglättet werde.
"Dieser Stickstoff hat sich höchstwahrscheinlich nach dem Einschlag aufgrund der geringeren Höhe schnell angesammelt." Auch der östliche Teil ist von einer ähnlichen Schicht aus Stickstoffeis bedeckt, allerdings ist diese viel dünner. Woher sie kommt, wissen die Forscher bislang noch nicht. Vermutlich hängt sie aber mit Sputnik Planitia zusammen.
Hat Pluto doch keinen unterirdischen Ozean?
Doch damit nicht genug: Die Ergebnisse weisen ausserdem darauf hin, dass Plutos innere Struktur wahrscheinlich anders ist, als Wissenschaftler bislang angenommen haben.
Demnach könnte der Zwergplant gar keinen unterirdischen Ozean aus flüssigem Wasser besitzen – oder höchstens einen sehr dünnen –, denn: Eine Vertiefung wie Sputnik Planitia müsste sich im Laufe der Zeit aufgrund der physikalischen Gesetze eigentlich in Richtung des Pols bewegen. Sie befindet sich allerdings in der Nähe des Äquators.
Verwendete Quellen
- nature.com: Sputnik Planitia as an impactor remnant indicative of an ancient rocky mascon in an oceanless Pluto
- mediarelations.unibe.ch: Wie Pluto zu seinem Herzen kam
- news.arizona.edu: How Pluto got its 'heart'
- mit Material der dpa
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