Die Cthulhu-Makula ist der große rote Fleck auf der linken Seite. (NASA/JHUAPL/SwRI) Als sich New Horizons im Jahr 2015 Pluto näherte, bot sich uns etwas Wunderbares: die klarste Sicht, die wir je auf den fernen, winzigen Zwergplaneten gesehen hatten.
In gestochen scharfen Bildern wurde faszinierendes Gelände enthüllt – einschließlich eines breiten roten Streifens, der sich um Plutos Äquator erstreckt: eine nicht eisige Landschaft auf einem ansonsten bemerkenswert eisigen Körper.
Die Analyse ergab, dass die rötliche Ebene durch Moleküle erzeugt wurde, die als bekannt sind Tholine , organische Verbindungen, die in der Atmosphäre entstehen, wenn ultraviolette oder kosmische Strahlung kohlenstoffhaltige Verbindungen wie Methan oder Kohlendioxid verkocht, die dann auf die Oberfläche regnen.
Nun deuten neue Forschungsergebnisse darauf hin, dass wir nicht die ganze Geschichte kennen.
Ein Forscherteam unter der Leitung der Luft- und Raumfahrtingenieurin Marie Fayolle von der Technischen Universität Delft in den Niederlanden hat im Labor Tholine hergestellt, um die Art und Weise, wie sie Licht reflektieren, mit den Beobachtungen von Pluto zu vergleichen, und hat herausgefunden, dass die spektralen Signaturen nicht ganz übereinstimmen .
Tholins sind nicht die einzige verfügbare Erklärung für Plutos rote Flecken – von denen die Cthulhu-Makula die größte ist –, aber sie schien die beste Lösung zu sein. New Horizons entdeckte einen Dunst in der Atmosphäre des Zwergplaneten, der Methan, Stickstoff und Kohlendioxid enthielt.
Bei Bestrahlung sollten sich diese Verbindungen rostbraun verfärben und an die Oberfläche fallen und diese schlammig rot färben. Tholine sind im äußeren Sonnensystem verbreitet , besonders auf eisigen Körpern, also macht es doch nur Sinn, oder?
Um es zu testen, beschlossen Fayolla und ihr Team, Tholin in einem Labor herzustellen. Sie nahmen Stickstoff, Methan und Kohlendioxid und mischten sie in ähnlichen Verhältnissen wie in Plutos Atmosphäre: einer mit 1 Prozent Methan und der andere mit 5 Prozent. Anschließend bestrahlten sie sie mit Plasma, um die Bestrahlung im Weltraum nachzuahmen.
Dadurch entstanden synthetisierte Tholine, Proben submillimetergroßer kugelförmiger Partikel, auf die die Forscher Licht richten konnten, um die Reflexionen mit dem von New Horizons entdeckten Licht zu vergleichen, das von Pluto reflektiert wurde.
Das 1-prozentige Methan passte besser zu den New Horizons-Daten, aber selbst es reproduzierte die Beobachtungsdaten nicht vollständig.
„Aus rekonstruierten Reflexionsspektren und einem direkten Vergleich mit Daten von New Horizons wird gezeigt, dass einige dieser Tholine das photometrische Niveau (d. h. das Reflexionskontinuum) im nahen Infrarot einigermaßen gut reproduzieren.“ schrieben die Forscher in ihrer Arbeit .
„Dennoch besteht immer noch eine Fehlanpassung der roten sichtbaren Steigung und die in den modellierten Spektren vorhandenen Tholin-Absorptionsbanden fehlen in den von den New Horizons-Instrumenten gesammelten Spektren.“
Mit anderen Worten: Die synthetisierten Tholine absorbierten etwas mehr Licht als die Cthulhu-Makula. Das bedeutet nicht, dass Tholine nicht für den roten Fleck verantwortlich sind, der über die Oberfläche von Pluto kriecht, aber es bedeutet, dass möglicherweise etwas anderes im Spiel ist.
Eine Hypothese ist die Bestrahlung durch galaktische kosmische Strahlung, die die Tholine verdunkeln und die Art und Weise verändern könnte, wie sie Licht absorbieren und reflektieren. Dadurch ergibt sich möglicherweise nicht das gesamte beobachtete Spektrum, es wären jedoch weitere Untersuchungen erforderlich, um dies auszuschließen.
Eine andere Möglichkeit besteht darin, dass die Oberfläche von Pluto in diesen Regionen poröser ist als erwartet, möglicherweise aufgrund der Sublimation von Eis. Man geht nicht davon aus, dass es in diesen Ebenen viel Stickstoffeis gibt, da sie am Äquator liegen, wo es auf dem Zwergplaneten wärmer ist. New Horizons hat auch nicht viel Methaneis entdeckt, aber es ist möglich, dass saisonaler Methanfrost zu einer anderen Jahreszeit als dem Besuch von New Horizons auftritt, sagten die Forscher.
Die dritte Möglichkeit besteht darin, dass die Ablagerung der Tholine aufgrund der schwachen Schwerkraft Plutos sanft erfolgt und eine flauschige, poröse Kruste entsteht.
Zukünftige Experimente mit synthetisierten Tholinen könnten dabei helfen, die Gültigkeit dieser Modelle zu bestimmen, sagten die Forscher. Dies wiederum könnte uns helfen, die Wechselwirkungen von Pluto mit seiner Atmosphäre besser zu verstehen.
Der Artikel wurde veröffentlicht in Ikarus .