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Zwergplaneten: Ringe oder Eisvulkane auf Makemake?

Infrarotmessungen mit dem James-Webb-Teleskop weisen auf einen Strahlungsüberschuss beim Zwergplaneten Makemake hin. Sind dafür aktive Eisvulkane oder Ringe verantwortlich?
Makemake mit seinem Mond (Illustration)
Gibt es auf dem Zwergplaneten Makemake aktiven Eisvulkanismus? Oder hat er vielleicht Ringe? Die Illustration zeigt zudem rechts seinen Mond.

Weit draußen im Sonnensystem, jenseits der Umlaufbahn des Planeten Neptun, zieht der Zwergplanet (136472) Makemake seine Bahn und benötigt für einen Umlauf um die Sonne etwa 306 Jahre. Er wurde im Jahr 2005 von einer Gruppe um Michael E. Brown entdeckt, der kurz darauf auch den ähnlich weit entfernten Himmelskörper Eris aufspürte, was in der Folge zur Einführung der Kategorie Zwergplanet führte. Ein Team um Csaba Kiss vom ungarischen Konkoly-Observatorium in Budapest richtete das James-Webb-Weltraumteleskop auf Makemake. Zu Überraschung der Gruppe war er im Bereich der Infrarotstrahlung zwischen 18 und 26 Mikrometern merklich heller als ein Objekt, das im Strahlungsgleichgewicht mit der Sonne steht. Der Zwergplanet ist also in manchen Bereichen deutlich wärmer als erwartet, die Temperatur liegt bei 150 Kelvin (–123 Grad Celsius). Im Durchschnitt beträgt die Temperatur auf Makemake 40 Kelvin (–233 Grad Celsius). Wie lässt sich diese Temperaturabweichung erklären?

Das Team um Kiss schlägt hierfür in der zum Druck in den »Astrophysical Journal Letters« angenommenen Studie zwei Lösungsansätze vor. In der ersten Variante könnte der Überschuss auf aktiven Eisvulkanismus zurückzuführen sein, wobei etwa ein Prozent der Oberfläche aktiv wäre. Solche Kryovulkane fördern keine glühende Silikatlava wie die Vulkane auf der Erde oder auf dem Jupitermond Io, sondern Schmelzen salzhaltigen Wassers, das dann an der Oberfläche erstarrt.

Im zweiten Vorschlag geht die Gruppe von einem Ring um Makemake aus, der aus sehr dunklem, feinkörnigem Material besteht. Tatsächlich wurden um ähnliche Objekte schon Ringe entdeckt, wie zum Beispiel um die Himmelskörper (10199) Chariklo oder (50000) Quaoar; die Ringe bestehen jedoch aus gröberen Bruchstücken aus Eis und erscheinen daher eher hell. Ein annähernd schwarzer Ring würde sich auch in der großen Sonnendistanz von Makemake aufheizen und könnte den Wärmeüberschuss erklären. Für einen direkten Nachweis reicht aber selbst die räumliche Auflösung des James-Webb-Teleskops nicht aus.

Makemake ist im Mittel 45,4 Astronomische Einheiten von der Sonne entfernt, oder das 45,4-Fache der Distanz von Erde zu Sonne, was 6,8 Milliarden Kilometern entspricht. Auf Grund der großen Entfernung ist nur sehr wenig über den etwa 1430 Kilometer großen Zwergplaneten bekannt. Im Jahr 2016 wurde ein nach wie vor namenloser Mond mit einem Durchmesser von 175 Kilometern entdeckt, der ihn in rund 21 000 Kilometer Distanz umrundet.

  • Quellen
https://arxiv.org/abs/2410.22544

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