Es war ein echter Weltraum-Krimi! Am Nachmittag des 14. Juli 2015 flog die unbemannte Sonde New Horizons dicht an Pluto (ca. 12.000 Kilometer) und seinem Mond Charon vorbei. Doch bis die ersten Fotos auf der Erde eintrafen, dauerte es noch einen Tag – und die Spannung stieg mit jeder Stunde! Dann empfingen die großen Antennen des „Deep Space Network“ endlich die Funksignale. Und die Bilder sorgten für Begeisterung!
5 Milliarden Kilometer ist Pluto von der Erde entfernt. Für diese Distanz benötigen Funksignale – trotz Lichtgeschwindigkeit von 300.000 Kilometern pro Sekunde – über 4 Stunden! Die Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler mussten also warten. Hinzu kam, dass New Horizons erst einmal damit beschäftigt war, die Fotos aufzunehmen und auch mit anderen Bordinstrumenten verschiedene Daten zu sammeln. Erst danach konnte sie sich wieder melden. Nachts kam dann endlich ein erstes „Paket“ von Signalen an. Es beinhaltete aber noch keine Bilder, sondern gab – wie geplant – zunächst nur darüber Auskunft, wie es der Sonde nach dem Vorbeiflug ging. Hatte der Bordcomputer funktioniert? Wurden überhaupt Fotos aufgenommen und abgespeichert? Lange vorher waren all die Kommandos programmiert und an die Sonde gefunkt worden. Aber würde es auch klappen? Dann die erlösende Nachricht: Die Sonde war in bestem Zustand und die Datenspeicher waren voll! Jubel im Kontrollraum! Im Laufe des 15. Juli wurden erste Fotos übertragen – und abends gab die NASA eine Pressekonferenz, wo sie einige Bilder zeigte.
Jubel im NASA-Kontrollraum, als die Sonde sich nach dem Vorbeiflug meldet. Bild: NASA/Bill Ingalls
Berge ja, aber keine Krater?
Pluto aus der Nähe. Bild: NASA/JHUAPL/SWRI
Die spektakulärste Nahaufnahme von Pluto zeigt einen kleinen Ausschnitt der Oberfläche. Man erkennt deutlich Berge, die sogar sehr hoch sind: 3.500 Meter – also so hoch wie manche Gipfel in den Alpen! Für einen so kleinen Himmelskörper wie Pluto (2.370 Kilometer Durchmesser; die Erde hat über 12.000 Kilometer Durchmesser) ist das enorm! Und das Bild zeigt noch etwas anderes – oder genauer: Es zeigt es nicht! Man sieht nämlich keine Krater auf der Oberfläche.
Was heißt das alles?
Zunächst einmal musst du wissen: Die Anzahl von Kratern gibt darüber Auskunft, wie jung oder alt eine Oberfläche ist, also ob sie sich über die Jahrmillionen verändert hat oder nicht. Je mehr Krater es gibt, desto älter ist sie. Wenn stattdessen wenige Krater zu sehen sind, heißt das: Die alten Krater wurden offenbar verschüttet, aufgefüllt oder auf andere Art abgetragen. Stell dir das so vor: Alle Planeten und Monde werden immer mal wieder von „Brocken“ aus dem All – Asteroiden und Kometen – getroffen. Diese Einschläge hinterlassen Krater (in der Frühzeit des Sonnensystems passierte das häufiger, heute deutlich seltener). Wenn es nun zum Beispiel Vulkane auf einem Planeten gibt, bedecken sie mit ihrer Lava einen Teil der Oberfläche und füllen so auch alte Krater wieder auf. Die „neue“, junge Oberfläche hat dann keine (oder recht wenige) Krater. Und so wie Vulkane die Oberfläche „erneuern“, können das auch andere geologische Prozesse tun – etwa indem Gebirge durch Druck von Innen „aufgefaltet“ werden. Das bedeutet: Wenn eine Oberfläche keine Krater hat, dann muss sie relativ jung sein und es muss irgendwie „Bewegung“ auf und in dem Himmelskörper stattfinden. Die Erde ist ein gutes Beispiel dafür. Hier ist auf und unter der Oberfläche viel in Bewegung: Magma steigt aus dem Innern auf, ergießt sich als Lava auf die Oberfläche, die Erdplatten schieben sich gegeneinander und drücken Gebirge wie den Himalaya in die Höhe. Gleichzeitig sorgt die Verwitterung, also der Einfluss von Wind und Wasser, dafür, dass Gebirge oder andere Teile der Erdoberfläche abgetragen werden – ein ständiges Entstehen, Verändern und Vergehen von „Landschaft“. Daher gibt es hier kaum noch sichtbare Einschlagskrater. Und von Pluto wissen wir nun: Er ist keine starre Kugel aus Stein und Eis. Auch seine Oberfläche hat sich immer wieder verändert. Kurz: Pluto ist vermutlich noch heute ein geologisch aktiver Himmelskörper. Das ist neu und war bis zu diesem Foto nicht bekannt!
Was sorgt auf Pluto für Bewegung?
Die große Frage ist nun: Was sorgt im Inneren von Pluto und auf seiner Oberfläche für Bewegung? Welche Energie ist da am Werk? Bei anderen Himmelskörpern wie den Monden von Saturn und Jupiter hatte man bisher eine gute Erklärung dafür: Die mächtigen Riesen-Planeten ziehen und zerren mit ihrer Anziehungskraft an ihren kleinen Monden und „kneten“ sie geradezu durch. Dabei entsteht Reibung und somit auch Wärme. Der Jupiter-Mond Io wird dadurch so stark erhitzt wie ein überdimensionaler „Heizkessel“: Seine Oberfläche ist von aktiven Vulkanen übersät! Und beim Saturn-Mond Enceladus, der von einer Eiskruste überzogen ist, dürfte sich aufgrund der Wärme im Innern flüssiges Wasser befinden. Das Verrückte bei Pluto ist nur: Da zieht kein riesiger Planet an ihm! Es muss also andere Prozesse geben, die Plutos Inneres und seine Oberfläche in Bewegung halten. Und vielleicht hat man diese Effekte bisher auch bei den Monden von Jupiter und Saturn übersehen. Was das ist? Man weiß es nicht. Noch nicht. Es gibt noch viel zu entdecken – auf Pluto und auf anderen Welten …
Geheimnisvoller Charon
Dieses Foto zeigt den Pluto-Mond Charon, aufgenommen am 13. Juli – also vor dem Nahe-Vorbeiflug. Bild: NASA/JHUAPL/SWRI
Auch die ersten Bilder des Pluto-Mondes Charon erzählen eine ähnliche Geschichte: Erstaunlich wenige Krater sind da zu sehen – aber immerhin mehr als bei Pluto, das ist überraschend. Wie bei Pluto lässt das darauf schließen, dass die Oberfläche bis in die jüngere Vergangenheit Veränderungen unterworfen wurde. Die Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler vermuten daher, dass auch Charon geologisch aktiv ist und Prozesse in seinem Inneren dafür sorgen, dass die Oberfläche zum Teil immer wieder „erneuert“ wird. Bemerkenswert sind auch die Täler und Canyons, die das Bild zeigt. Rechts oben am Rand sieht man einen tiefen Einschnitt: Dieser „Graben“ könnte 7 bis 9 Kilometer tief sein!