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Zwergplaneten: Außergewöhnliche Dünen auf Pluto

Trotz der extrem dünnen Atmosphäre gibt es auf dem Zwergplaneten Pluto Hinweise auf Dünenbildung. Sie bestehen aber nicht aus Sand, sondern aus feinkörnigem gefrorenem Methan.
Plutos vielfältige Verfärbungen und Strukturen

Auf der Erde entsteht es in Sümpfen oder ist Bestandteil von Erdgas: Methan (CH4), der einfachste Kohlenwasserstoff. Auf dem mit -230 Grad Celsius eisig kalten Zwergplaneten Pluto liegt es dagegen als festes Material vor und scheint sogar Dünen zu bilden. Das ist die Ansicht eines internationalen Forscherteams um Matt W. Telfer von der britischen Plymouth University. Die Planetologen untersuchten Aufnahmen der US-Raumsonde New Horizons, die im Juli 2015 den Zwergplaneten bei einem raschen Vorbeiflug aus der Nähe erkundete. Dabei befassten sie sich mit der hellen Region Sputnik Planitia, Teil des Areals Tombaugh Regio, das auch als das Herz von Pluto bekannt wurde. Sie stießen auf den Aufnahmen auf dunklere Regionen in der Nähe von Bergen aus Wassereis, die sich auf den detailliertesten Bildern von New Horizons als Ansammlungen von Dünen herausstellten, die auf der aus Stickstoffeis bestehenden Oberfläche von Sputnik Planitia aufsitzen.

Die Region Sputnik Planitia auf Pluto
Die Region Sputnik Planitia auf Pluto | Die Region Sputnik Planitia besteht aus einem mit gefrorenem Stickstoff bedeckten Gebiet und bildet die hellere Hälfte des berühmten Herzens auf Pluto. Die Berge am Rand der hellen Eisfläche sind bis zu fünf Kilometer hoch und bestehen aus hart gefrorenem Wassereis. In Sputnik Planum fanden Forscher nun Hinweise auf Dünen aus feinkörnigem, gefrorenem Methan.

Das Vorhandensein von Dünen ist eine Überraschung, denn der Druck der überwiegend aus gasförmigem Stickstoff bestehenden Atmosphäre beträgt an der Oberfläche von Pluto nur wenige Mikrobar oder rund ein Hunderttausendstel des irdischen Luftdrucks auf Meereshöhe. Die Forscher analysierten die Verteilungsmuster der mutmaßlichen Dünen innerhalb der lang gestreckten dunkleren Gebiete in Sputnik Planum, die auf Windaktivität hindeuten. Sie stellten fest, dass die Dünen senkrecht zu den Windfahnen orientiert sind. Aus spektralen Daten leiteten sie zudem ab, dass die Dünen aus gefrorenem, feinkörnigem Methan bestehen.

Detailansicht von Sputnik Planitia
Detailansicht von Sputnik Planitia | Im Bereich des liegenden, etwa T-förmigen Gebildes aus Eisbergen am rechten Bildrand stießen Forscher auf mutmaßliche Dünen aus feinkörnigem Methan. Sie bilden die beiden dunklen Fahnen, die sich rechts unmittelbar an das T anschließen. Sie sitzen auf der Oberfläche aus gefrorenem Stickstoff, während die Berge aus Wassereis bestehen. Die Berge am linken Bildrand sind Teil der Al-Idrisi Montes.

Wie aber können diese Gebilde in der äußerst dünnen Atmosphäre entstehen? Das Problem dabei ist, dass die Winde in der Plutoatmosphäre nicht stark genug sind, um Staubpartikel vom Boden aufzuwirbeln. Wenn die Teilchen allerdings einmal in der Luft sind, können sie von den Winden mitgeführt werden und sich im Windschatten von Bergen oder anderen Hindernissen wieder ablagern und ansammeln. Anhand von Modellen und Computersimulationen gehen Telfer und seine Koautoren nun davon aus, dass sublimierender Stickstoff aus den kilometerdicken Eisschichten in Sputnik Planitia den Methanpartikeln im wahrsten Sinn des Wortes auf die Sprünge verhilft, so dass sie in die Atmosphäre aufsteigen und von den Winden verdriftet werden. Mit seinen Methandünen reiht sich Pluto so in die zahlreichen Welten im Sonnensystem ein, auf denen Dünen unterschiedlichster Zusammensetzung gefunden wurden.

22/2018

Dieser Artikel ist enthalten in Spektrum - Die Woche, 22/2018

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