Unser Sonnensystem: Planet Pluto

Pluto			Bildmaterial: NASA/JPL
Durchmesser:	2.370	km
Rotation:	6,387	Tage
Bahnradius:	5.913.520.000	Km
Umlaufzeit:	247,92	Jahre
Masse:	1.32e22	Kg
Dichte:	2,030	Kg/l
Gravitation (Erde=1):	0,06600	g
Max. scheinb. Ø:	0,11	"
Max. Helligkeit (*):	13,8 / 8,8	m / m/"²
Perihel-Opposition:	08.05.

Pluto ist der sonnenfernste unserer 9 Planeten, kleiner als die 7 größten Monde in unserem Sonnensystem. Weil er mit dieser Größe und seinen Bahndaten eher zu den größeren Objekten des Kiupergürtels paßt, wurde ihm am 25.8.2006 auf der IAU der Planetenstatus offiziell aberkannt und den "Zwergplaneten" zugeordnet.

Diese Entscheidung war nach der Entdeckung weiterer Transneptune, die Pluto teilweise an Größe deutlich übertreffen, nötig geworden. Wäre Pluto erst in den letzten Jahren entdeckt worden, hätte man ihn wahrscheinlich von vorn herein nicht als Planeten eingestuft, und unser Sonnensystem hätte definitionsgemäß niemals 9 Planeten gehabt.

Pluto besteht wahrscheinlich aus Gestein und Eis mit einer festen Oberfläche, die mit einer dünnen Schicht aus gefrorenem Stickstoff bedeckt ist. Pluto besitzt eine äußerst dünne (0,000003 Bar) Atmosphäre aus Stickstoff, Kohlenmonoxid und Methan und hat den im Verhältnis größten Mond im ganzen Sonnensystem.

Das große Bild rechts oben (Quelle: NASA/JPL) zeigt die bisher beste Gesamtaufnahme von Pluto in realen Farben.

Die rötliche Färbung wird durch geringe Beimengungen von Methan in der sehr dünnen Atmosphäre verursacht. Der UV-Anteil im Sonnenlicht bricht die Methanmoleküle auseinander - in der Folge reagieren die »Methansplitter« zu den rotbraunen Tholinen, die dann auf Plutos Oberfläche herabrieseln und ihr die rötliche Farbe verleihen. Die Auswertung der Daten, die von der »New Horizons« zur Erde gefunkt wurden, werden hoffentlich Klarheit darüber bringen, ob diese Erklärung auch wirklich korrekt ist.

New Horizons unterwegs zum Pluto
Nach dem erfolgreichen Start der 463 kg schweren amerikanischen Sonde "New Horizons" am 19.1.2006 um 20:00 MEZ dürfen wir ab dem 14.7.2015 hoffen, hochauflösende Farbbilder von Pluto zu bekommen, wenn die Sonde in nur 12.500 Km an Pluto und 28.000 Km an Charon vorbeifliegt. Die Kameras an Bord der Sonde sollen dabei Bilder von Pluto mit einer Auflösung von 25m/Pixel zur Erde funken. Dazu wird "New Horizons" mit einem eigenen 228 W Kraftwerk versorgt.

Die "New Horizons" ist übrigens das schnellste Raumschiff, das bis dato gebaut wurde: Mit rund 18 km/s startete die Sonde und wurde beim Vorbeiflug an Jupiter im Februar 2007 durch dessen starke Gravitation nochmal auf 21 km/s beschleunigt (swing-by). Beim Vorbeiflug an Pluto hatte die Sonde relativ zu diesem immer noch 13,8 km/s "drauf". Danach wird "New Horizons" neue Horizonte eröffnen, wenn sie Bilder und Daten vom Kuipergürtel am Rande unseres Sonnensystems zur Erde übermittelt.

Nachtrag 14.7.2015: Mit einer Relativgeschwindigkeit zum Pluto von 13,77 Km/s ist die New Horizons heute am Plutosystem vorbeigeflogen. Die ersten Nahaufnahmen werden für morgen erwartet. Derzeit brauchen die Funksignale der Sonde 4:25:20 Stunden um die Erde zu erreichen. Langsam wird es sehr spannend...

		Details zum Planeten Pluto:

		Pluto - Oberfläche Die Plutobahn um die Sonne ist schon etwas merkwürdig: Sie ist so exzentrisch, daß uns Pluto manchmal näher kommt, als Neptun. (Ende des letzten Jahrhunderts war das mal wieder so ) Wie gut, daß seine Bahnebene um gut 17° gegenüber der Ekliptik geneigt ist, und der Umlauf um die Sonne eine "3:2-Bahnresonanz" mit Neptun bildet, d.h. Neptun umrundet die Sonne dreimal, während Pluto in der selben Zeit nur 2 Umläufe schafft. Andernfalls wäre Pluto längst mit Neptun zusammengestoßen. Solche "Resonanzen" sind in unserem Sonnensystem übrigens üblich und führen zu Planetenbahnen, die über Jahrmilliarden stabil sind. Beeindruckend ist die Größe seines Mondes Charon. Durch das Massenverhältnis von 1:8 liegt das Baryzentrum (gemeinsamer Schwerpunkt) des Systems außerhalb des Zentralkörpers Pluto. Es wurde immer wieder versucht, "Details" von der Plutooberfläche zu bekommen. HST und Computer machen's möglich, aber die wahre Freude kommt da nicht auf - besser man fliegt mal dort vorbei ;=}
		Bildmaterial: NASA/JPL

		Oberflächendetails (Video) Wenn schon "Oberflächendetails", dann doch bitte gleich als Videoclip, oder? Man nimmt an, daß die Oberfläche von Pluto von einer Schicht aus gefrorenen Gasen bedeckt ist, denn bei den dort herrschenden Temperaturen kommen die meisten Gase nur noch in fester Form vor. Wenn sich Pluto auf seiner sehr exzentrischen Bahn in Sonnennähe (Perihel) befindet, wird der sehr geringe Dampfdruck an der "Gaseis-Oberfläche" für eine extrem dünne Atmosphäre sorgen. Tatsächlich konnten durch Spektralanalyse der von Pluto reflektierten Sonnenstrahlung die Gase Stickstoff, Methan und Kohlenmonoxid nachgewiesen werden. Den Gasdruck der Plutoatmosphäre schätzt man auf 3-10 µbar, sowas würde man auf er Erde als »Feinvakuum« bezeichnen.
		Bildmaterial: NASA/JPL

		Einzelansichten Da der Pluto bis zum 14.7.2015 noch nicht von einer unserer Sonden besucht wurde, waren bis dato neben den Bahn- und einigen physikalischen Daten zur Zeit kaum Informationen über diesen seltsamen Planeten bekannt. Wie soll man auch einen Planeten einordnen, der nur eine Dichte von 2,03 kg/l aufweist? Für einen Gasplaneten wie Jupiter, Saturn, ... ist er zu massearm und zu dicht. Ein "Flüssig-Gesteinsplanet" mit fester Oberfläche wie die Erde (Dichte 5,52 kg/l) scheidet aber genauso aus. Ein "schmutziger Schneeball", sowas wie ein zu groß geratener Komet also? Oder nur eine Ansammlung gefrorener Gase mit Wassereis und festem Gesteinskern darunter? Jüngste Aufnahmen von der Plutosonde »New Horizons« scheinen diese These zu bestätigen. Ein paar Einzelansichten und diese schöne "echte"Aufnahme; viel mehr war vom Pluto einfach noch nicht bekannt.
		Bildmaterial: NASA/JPL

		5 Monde um Pluto Am 18.5.2005 entdeckte man mit dem Keck-Observatorium auf Hawaii zwei äußerst lichtschwache Objekte nahe Pluto, Begleiter von diesem, wie man vermutete. Mit dem HST gelang dann diese spektakuläre Aufnahme vom Pluto, seinem Mond Charon und den zwei mutmaßlichen "neuen" Monden. Sollte sich diese Vermutung bestätigen, dann handelt es sich um zwei winzige Plutomonde mit einem Durchmesser von ca. 100 und 160 Km, die den sonnenfernen Planeten in einem Abstand von etwa 60.000 bzw. 45.000 km umkreisen. Nachtrag: Nun ist es "amtlich" - nachdem das HST am 23.2.2006 "etwas genauer hingeschaut" hat, konnten die beiden Körper mit den vorläufigen Namen S/2005 P 1 und S/2005 P 2 als weitere Trabanten des Pluto bestätigt werden. Offenbar handelt es sich bei den beiden "Neuen" nicht um eingefangene Asteroiden, denn ihre Bahnebene ist die gleiche wie die des Charon. Vermutlich ist das Pluto-System, so wie es sich heute zeigt, vor etwa 4 Mrd. Jahren durch Kollision entstanden. Nachtrag 2 (26.6.2006): Nun haben die beiden "Neuen" auch offizielle Namen bekommen: S/2005 P 1 heißt nun "Nix", die Göttin der Nacht und S/2005 P 2 wurde als "Hydra", das neunköpfige Seeungeheuer, getauft. Nachtrag 3 (3.7.2013): Die in 2011 und 2012 vom HST neu entdeckten Plutomonde haben nun die offiziellen Namen Kerberos und Styx bekommen, benannt nach dem Höllenhund bzw. dem Fluß Styx in der griechischen Mythologie. Alle Monde sind äußerst lichtschwach wie die folgende Tabelle zeigt: +----------+------+ \| Mond \| mag \| +----------+------+ \| Charon \| 16,8 \| \| Hydra \| 23,3 \| \| Nix \| 23,7 \| \| Kerberos \| 26,0 \| \| Styx \| 27,0 \| +----------+------+ Als einziger Mond wäre Charon mit kleineren Instrumenten erreichbar, dieser befindet sich jedoch mit max. 0,8" Abstand stets sehr nah an Pluto, so daß ein erfolgreicher Nachweis nur unter herausragend guten Bedingungen möglich ist.
		Bildmaterial: NASA/JPL

		11.7.2015 :: Pluto und Charon Mit der Annäherung der Sonde New Horizons an Pluto gelang am 11.7.2015 die links gezeigte, erstmals scharfe Nahaufnahme von Pluto und seinem größten Mond Charon aus rund 4 Millionen Km Entfernung.
		Bildmaterial: NASA/JPL

		13.7.2015 :: Pluto kurz vor Rendezvous Ein Tag vor dem Rendezvous der Sonde New Horizons mit Pluto gelang diese recht scharfe Aufnahme des Planeten aus 780.000 Km Entfernung - also rund die doppelte Erde-Monddistanz, der hoffentlich noch viele folgen werden.
		Bildmaterial: NASA/JPL

		14.7.2015 :: Pluto´s Oberfläche Die erste Veröffentlichung einer Nahaufnahme von der Plutooberfläche zeigt das Bild links. Es gilt als sicher - eine Riesenüberraschung - daß die Plutooberfläche geologisch sehr jung ist - fast keine Einschlagskrater, dafür bis zu 3.500 m hohe Berge. Aus welchem Material diese Berge bestehen, ist noch nicht ganz klar. Man vermutet Wassereis, das sich bei den dort herrschenden Temperaturen eher wie Stein verhält. Doch was könnte die ständige Umbildung der Plutooberfläche verursachen? Ein massereicher Planet in der Nähe, der den kleinen Körper ähnlich wie Jupitermond Io ständig ´durchknetet´, scheidet aus. Ein Rätsel, das es noch zu lösen gilt... Das 2. Bild zeigt eine an eine Schlangenhaut erinnernde Region auf Pluto, die man daher treffend als 'Snakeskin' bezeichnet hat: Bizarre Berglandschaften und tiefe Täler in wechselnden Farben von Ocker bis bläulich wechseln einander ab. Im 3. Bild sieht man ein Detail aus der schneebedeckten 'Sputnik-Ebene' genannten Region. Interessant sind die unregelmäßig geformten 'Kacheln' an deren Rändern die Eisberge zu quellen scheinen. Vielleicht ist es ja wirklich so, daß hier einiges in Bewegung ist und so eine Art 'Plattentektonik' für Risse sorgt, aus denen Wassereis an die Oberfläche tritt.
		Bildmaterial: NASA/JPL

		14.7.2015 :: Pluto´s Oberfläche - Detail ´Chaos-Region´ Ein anderes Detail der Plutooberfläche zeigt dieses Bild: Es ist die sogenannte Chaos-Region - bis über 3.000 m hohe Berge, die aber vermutlich aus Wassereis bestehen, das bei den dort herrschenden Temperaturen hart wie Stein ist. Direkt rechts daneben beginnt eine völlig andere Landschaft: Die herzförmige ´Sputnik-Region´ - eine ausgedehnte Eisfläche, die vermutlich aus gefrorenem Stickstoff besteht und eher an Schnee erinnert.
		Bildmaterial: NASA/JPL

		14.7.2015 :: Pluto´s Atmosphäre Jetzt wird es spannend: Man hat ja schon eine sehr dünne Atmosphäre um Pluto vermutet. Jedoch - so die Vermutung - wäre diese Atmosphäre mit einem Druck von rund 5 µBar (=´Feinvakuum´) fast zehntausendmal dünner als das Restgas im Innern einer Glühbirne (ca. 0,03 Bar = ´Grobvakuum´). Dieses Foto, nur 15 Minuten nach der größten Annäherung der Sonde New Horizons aufgenommen, zeigt eine vielschichtige Atmosphäre, deren Dichte auf den ersten Blick nun mal gar nicht nach dem Innern einer Glühbirne ausschaut. Die recht auffälligen ´Nebelschichten´ bestehen aber offenbar aus Aerosolen (Stickstoffeis?), das dünne Gas dürfte dagegen nicht zu sehen sein. Offenbar ist diese Atmosphäre in der Lage, eine Art ´Stickstoffkreislauf´ in Gang zu halten, ähnlich wie wir es von der Erde mit dem Wasser kennen. Angetrieben wird das ganze durch die schwache Strahlung der Sonne. Interessant sind übrigens die Strichspuren einiger heller Sterne - das zeigt einerseits die doch etwas größere Belichtungszeit, die bei dem geringen Licht auch nötig ist, und andererseits die Bewegung der Sonde relativ zum Planeten.
		Bildmaterial: Hohmann

		Ein Spaziergang auf Pluto Ein Spaziergänger auf Pluto findet dort wahrscheinlich eine leicht schmutzig-hellbraun-beige Schneelandschaft vor, die mit Felsen und Steinen oder vergleichbar harten Wassereisbrocken durchsetzt ist. Dieser "Schnee" besteht jedoch überwiegend aus gefrorenem Stickstoff, der, mit Tholinen versetzt, diese eigenartige Farbe besitzt. Trotz der großen Entfernung von der Sonne ist es hier bedeutend heller als in einer Vollmondnacht. Am pechschwarzen, von Sternen übersääten Himmel beleuchtet eine helle (rund 200-mal heller als der Vollmond) aber punktförmige Sonne (mit rund 45" nur so groß wie Jupiter von der Erde aus gesehen) die hügelige Landschaft, die wir in der künstlerischen Abbildung links sehen können. Die Sicht ist durch die extrem dünne Atmosphäre völlig klar, doch weit schauen kann man hier trotzdem nicht, denn der Horizont ist durch den geringen Durchmesser von Pluto nur ca. 4 Km entfernt. Charon, Plutos großer Mond, ist von hier aus mit fast 7-fachem scheinbarem Monddurchmesser eine ausgesprochen imposante Erscheinung! Die stattliche blaß-ockerfarbene Kugel leuchtet jedoch bei weitem nicht so hell wie unser Mond und scheint durch die gebundene Rotation beider Körper zueinander am Himmel stillzustehen, während sich alle anderen entfernten Gestirne alle 6,387 Erdentage einmal um den Plutohimmel drehen. Die anderen 4 Monde sind da schon weit unauffälliger. Lediglich Nix und Hydra sind als kleine Kügelchen mit jeweils 6,5´ und 6,0´ Durchmesser von den Sternen gut zu unterscheiden. Die beiden anderen Monde Kerberos und Styx verlangen schon nach einem guten Fernglas für eine erfolgreiche Sichtung. Unser Spaziergänger, der auf der Erde stattliche 75 Kg auf die Waage bringt, kann mit seinen knapp 5 Kg auf Pluto wahrhaft große Sprünge machen - normales Gehen ist bei der geringen Schwerkraft von nur 0,066g nicht mehr möglich.
		Bildmaterial: NASA/JPL

		Pluto im Teleskop Pluto ist mit bestenfalls 13,8 mag ein ausgesprochen schwieriges und lichtschwaches Objekt, bei einem nicht einmal mondgroßen Zwerg in rund 5 Milliarden km Entfernung ist das auch nicht anders zu erwarten. Man braucht schon ein gutes Teleskop so ab 254mm Öffnung und einen sehr klaren, dunklen Nachthimmel, um den tief über dem Südhorizont im Sternbild Schütze stehenden Planeten überhaupt als schwaches "Sternchen" wahrzunehmen. Besser wäre eine fotografische Aufnahme mit entsprechender Belichtungszeit. Da Pluto dort stets punktförmig erscheint, von den Hintergrundsternen also visuell nicht unterscheidbar ist, kann der direkte Nachweis nur über Sternfeldaufnahmen erfolgen, die in einem zeitlichen Abstand von mehreren Stunden gemacht werden und dann die Bewegung des Planeten zwischen den Hintergrundsternen zeigen. Diese beträgt zur Oppositionszeit aufgrund der Rückläufigkeit von Pluto ca. 4"/Stunde. Die erste Aufnahme links vom 22.5.2006 zeigt ein solches Sternfeld mit Pluto (ganz links, rote Markierung). Kamera: Philips ToUcam an einem 10" SCT, fokal Belichtungszeit: 720 × 1/25s eff. Brennweite: 615mm (Reducer) = f/2,4 Die zweite Aufnahme vom 15.6.2006 ist eine Animation aus zwei Ablichtungen von Pluto, die in einem Abstand von 2 Stunden gemacht wurden. Es ist deutlich zu sehen, wie sich dieser lichtschwache Planet vor den Hintergrundsternen um gut 8 Bogensekunden in westliche Richtung, also nach rechts, bewegt. Teleskop, Kamera und eff. Brennweite wie bei der ersten Aufnahme. Belichtungszeit: jeweils 450 × 1/25s. Die dritte Aufnahme zeigt Pluto am Tag des Besuchs der »New Horizons« vor dem dichten Sterngewusel der Sommermilchstraße. Pluto wird markiert, wenn man mit der Maus drüberfährt. Näheres auf meiner Plutoseite. Die optische Trennung von Pluto und Charon ist selbst in einem großen Teleskop äußerst schwierig, da der visuelle Abstand zwischen Pluto und Charon stets unter 1" bleibt. Bei extrem guten Seeing sollte das aber mit einem 500-mm-Spiegel möglich sein. Diesen aber möglichst auf der Südhalbkugel aufstellen... Pluto ist mit dem bloßen Auge nicht zu erkennen. Erschwerend kommt hinzu, daß sich Pluto in den nächsten Jahrzehnten weit südlich des Himmelsäquators aufhalten wird, was seine Beobachtung von Mitteleuropa aus erschwert.
		Bildmaterial: Hohmann