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Pluto Come wander with me, she said, Into regions yet untrod; And read what is still unread In the manuscripts of God. - Longfellow Copyright © 1998 by Rosanna L. Hamilton. All rights reserved. |
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Pluto Einführung Pluto Statistik Pluto/Charon Animationen Ansichten des Pluto |
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Pluto ist gewöhnlich weiter von der Sonne entfernt als jeder andere der neun Planeten; trotzdem ist er wegen der Exzentrizität seiner Bahn 20 Jahre seines 249 Jahre langen Umlaufs näher an der Sonne als Neptun. Pluto kreuzte die Neptunbahn am 21. Januar 1979, vollzog seine größte Annäherung am 5. September 1989 und hat den Orbit Neptuns am 11. Februar 1999 wieder verlassen. Dies wird bis zum September 2226 nicht wieder geschehen.
Wenn sich Pluto seinem Perihel nähert, erreicht er seine größte Entfernung von der Ekliptik wegen der Neigung seiner Bahn zur Ekliptik um 17 Grad. So ist er weit über oder unter der Umlaufbahn Neptuns. Unter diesen Umständen werden Pluto und Neptun niemals kollidieren und sich einander auch nicht näher als 18 astronomische Einheiten annähern.
Plutos Rotationsdauer entspricht mit 6,387 Tagen der seines Mondes Charon. Obwohl es für einen Mond durchaus gewöhnlich ist, seinen Planeten auf einem synchronen Orbit zu imkreisen, ist Pluto doch der einzige Planet, der synchron mit dem Umlauf seines Mondes rotiert. So in ihren Rotationen gebunden zeigen sich Pluto und Charon immer dieselbe Seite, während sie durch den Raum reisen.
Im Gegensatz zu den meisten Planeten, aber ganz ähnlich wie Uranus, rotiert Pluto mit seinen Polen fast in seiner Umlaufebene. Plutos Rotationsachse ist um 122 Grad gekippt. Als Pluto entdeckt wurde, zeigte gerade sein relativ heller Südpol zur Erde. Pluto schien sich zu verdüstern, je mehr unser Gesichtspunkt von Polnähe 1954 zur Äquatornähe 1973 wanderte. Der heutige Blick von der Erde ist auf Plutos Äquator gerichtet.
In der Zeit von 1985 bis 1990 stand die Erde so zum Orbit von Charon, daß an jedem Plutotag eine Finsternis zu sehen war. Dies lieferte die Gelegenheit, wertvolle Daten zur Erstellung von Albedokarten über das Reflektionsvermögen einzelner Gebiete auf Pluto zu erstellen, und um zum ersten Male akkurate Bestimmungen der Größen von Pluto und Charon inklusive aller daraus berechenbaren Zahlen durchzuführen.
Die ersten Finsternisse (wechselseitige Ereignisse) deckten die nördliche Polregion ab. Spätere Finsternisse deckten die Äquatorregion ab, und die letzten Plutos Südpolumgebung. Durch sorgfältige Messungen der Helligkeit im Verlauf der Zeit wurde es möglich, Oberflächenmerkmale zu bestimmen. Man fand heraus, daß Pluto eine hochreflektive südliche Polkappe, eine etwas dunklere nördliche Polkappe und sowohl helle wie auch dunkle Merkmale um den Äquator besitzt. Plutos geometrische Albedo beträgt 0,49 bis 0,66 und ist damit höher als Charons. Dessen Albedo reicht von 0,36 bis 0,39.
Die Finsternisse dauerten an die vier Stunden, wobei durch sorgfältige Messungen der Zeiten von Anfang und Ende der Finsternisse Rückschlüsse auf die jeweiligen Durchmesser möglich wurden. Die Durchmesser können aber auch durch kürzlich gemachte Aufnahmen des HST mit einer Abweichung unter einem Prozent ermittelt werden. Die Bilder lösen die Objekte hoch genug auf, um zwei separate Scheiben zu zeigen. Die verbesserte Optik erlaubt, Plutos Durchmesser mit 2.274 Kilometern und Charons mit 1172 Kilometern, also knapp über der Hälfte von Plutos Größe, anzugeben. Ihr durchschnittlicher Abstand berägt 19.640 Kilometer, also grob den achtfachen Plutodurchmesser.
Der durchschnittliche Abstand und die Umlaufdauer finden bei der Berechnung von Plutos und Charons Massen Verwendung. Plutos Masse liegt etwa beim 6,4·10-9-fachen der Masse der Sonne. Das ist das Siebenfache von Charons Masse und entspricht 0,0021 Erdmassen, oder einem Fünftel unseres Mondes.
Plutos durchschnittliche Dichte liegt zwischen 1,8 und 2,1 Gramm pro Kubikzentimeter. Man schließt daraus, daß Pluto zu 50 bis 75 Prozent aus Felsen gemischt mit verschiedenen Eisarten besteht. Charons Dichte beträgt 1,2 bis 1,3 g/cm3, was einen geringen Felsenanteil anzeigt. Die Unterschiede in der Dichte sagen uns, daß Pluto und Charon unabhängig von einander entstanden sind, wobei die Daten über Charon immer noch durch erdbasierte Beobachtungen überprüft werden. Plutos und Charons Entstehungen bleiben im Reich der Theorie.
Plutos eisige Oberfläche besteht zu 98% aus Stickstoff (N2). Methan (CH4) und Spuren von Kohlenmonoxid (CO) sind ebenfalls vorhanden. Das feste Methan deutet an, daß Pluto kühler als 70 Grad Kelvin (-203° C) ist. Plutos Temperatur variiert weit, während er auf seiner Bahn die Sonne umläuft, da er bis auf 30 AE herankomt und sich bis 50 AE entfernt. Es gibt eine dünne Atmosphäre, die gefriert und abfällt, sobald sich der Planet von der Sonne entfernt. Die NASA plant, 2001 eine Sonde, den Pluto Express, zu starten, damit die Wissenschaftler eine Gelegenheit haben, den Planeten zu untersuchen, bevor die Atmosphäre gefriert. Der abgeleitete Atmosphärendruck an Plutos Oberfläche liegt bei einem Hunderttausendstel des Oberflächendrucks auf der Erde.
Pluto wurde von der International Astronomical Union offiziell als neunter Planet bezeichnet und nach dem römischen Gott der Unterwelt benannt. Er war der erste und einzige Planet, der von einem Amerikaner, Clyde W. Tombaugh, entdeckt wurde.
Der Weg zur Entdeckung wird Sir Percival Lowell zugeschrieben, der das Lowell Observatory in Flagstaff, Arizona, gegründet hat und drei unterschiedliche Suchaktionen nach dem „Planet X“ finanziert hat. Lowell machte zahlreiche erfolglose Berechnungen, um ihn aufzuspüren, wobei er daran glaubte, daß er von seinen Auswirkungen auf die Flugbahn des Neptun ausgehend zu finden sein müßte. Dr. Vesto Slipher, der Direktor der Sternwarte, stellte Clyde Tombaugh für diese dritte Suche ein, und Clyde untersuchte Folgen von Fotos der Ebene des Sonnensystems (der Ekliptik), die ein bis zwei Wochen auseinander lagen, und suchte nach allem, was sich vor dem Hintergrund der Sterne bewegte. Diese systematische Annäherung war erfolgreich, und so wurde Pluto von diesem jungen (geboren am 4. Februar 1906) 24-jährigen Laborassistenten aus Kansas entdeckt. Tatsächlich ist Pluto zu klein, um „Planet X“ zu sein, den Percival Lowell zu finden gehofft hatte. Die Entdeckung Plutos war ein reiner Zufall.
| Animationen von Pluto und Charon |
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| Ansichten von Pluto & Charon |
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Pluto & Charon
Diese Sicht auf Pluto und Charon wurde vom Hubble Space Telescope
fotografiert. Es zeigt eins der seltenen Bilder eines winzigen Pluto mit seinem
wenig kleineren Mond Charon. Da Pluto bis heute von keiner Raumsonde besucht
wurde, bleibt er ein mysteriöser Planet. Wegen seiner großen
Entfernung von der Sonne glaubt man, daß Plutos Oberfläche
Temperaturen bis -240°C annimmt. Von Pluto aus gesehen scheint die Sonne
nur ein besonders heller Stern zu sein.
(Mit freundlicher Genehmigung durch die NASA)
Aufnahme des Hubble Teleskop
Dies ist der klarste Anblick, der bisher vom Planeten Pluto und seinem Mond
verfügbar ist, wie ihn das Hubble Space Telescope (HST) aufgenommen hat.
Das Foto wurde am 21. Februar 1994 gemacht, als der Planet 4,4 Milliarden
Kilometer von der Erde entfernt war.
Die korrigierte HST-Optik zeigt die beiden Objekte als klar getrennte und scharfe Scheiben. Dies erlaubte den Astronomen, die Durchmesser (mit einer Fehlertoleranz von unter einem Prozent) von Pluto mit 2.320 Kilometern und von Charon mit 1.270 Kilometern direkt zu messen.
Die HST-Beobachtungen zeigen, daß Charon blauer als Pluto ist. Das
bedeutet, daß die beiden Welten verschiedene
Oberflächenzusammensetzungen und -strukturen besitzen. Ein helles Merkmal
auf Pluto deutet an, daß er eine glatt refektierende
Oberflächenschicht besitzt. Eine detaillierte Analyse des HST-Bildes
legt außerdem nahe, daß es ein helle Region parallel zu Plutos
Äquator gibt. Es werden aber weitere Beobachtungen nötig sein, um zu
bestätigen, daß es diese Erscheinung tatsächlich gibt. Die neue
HST-Aufnahme entstand, als Charon knapp an seiner maximalen Elongation zu Pluto
war (0,9 Bogensekunden). Die beiden Welten liegen 19.640 Kilometer von einander
entfernt.
(Mit freundlicher Genehmigung durch NASA/ESA/ESO)
Die Oberfläche des Pluto
Die nie zuvor gesehene Oberfläche des entfernten Planeten Pluto wird
auf diesen Bildern des Hubble Space Telescope der NASA aufgelöst. Diese
Aufnahmen, die in Blaulicht aufgenommen wurden, zeigen Pluto als ein komplexes
Objekt, das mehr kontrastreiche Helligkeitsunterschiede aufweist als jeder
andere Planet, ausgenommen der Erde. Pluto weist möglicherweise noch mehr
Kontrast und vielleicht schärfere Grenzen zwischen hellen und dunklen
Regionen auf, als hier zu sehen ist, aber Hubbles Auflösung neigt (wie
erdbasierte Aufnahmen des Mars) zu blauen Rändern und zum Verwaschen
kleinerer Merkmale, die sich innerhalb größerer befinden.
Die zwei eingefügten Bilder oben sind die tatsächlichen
Aufnahmen von Hubble. Norden ist oben. Jeder Bildpunkt hat eine Größe
von 160 Kilometer Durchmesser. Bei dieser Auflösung läßt
Hubble grob zwölf „Regionen“ erkennen, in denen die
Oberfläche heller oder dunkler ist. Die größeren Bilder (unten)
wurden aus den Weltkarten durch Computerberechnungen auf Grundlage der
Hubble-Daten konstruiert. Auf den beiden Ansichten sind die jeweils
gegenüber liegenden Hemisphären Plutos zu sehen.
(Mit freundlicher Genehmigung durch NASA/ESA/ESO)
Pluto, Charon und die USA im Vergleich
Dieses Bild zeigt annähernd die Größe von Pluto und Charon
durch Überlagerung über eine Aufnahme des Advanced Very High
Resolution Radiometer (AVHRR) der Vereinigten Staaten von Amerika. Pluto hat
einen Durchmesser von ungefähr 2274 Kilometer und Charon einen von 1172
Kilometern. Das Bild von Pluto gründet auf den Hubblebeobachtungen des
Pluto vom Juni und Juli 1994. Das Charonbild entstand auf Grundlage von
fotometrischen Vermessungen, die Marc Buie vom Lowell Observatory vornahm.
(Copyright 1998 by Calvin J. Hamilton)
Karte der Oberfläche von Pluto
Dies ist die erste, auf Grundlage von Fotografien angefertigte
Karte des entlegendsten Planeten, Pluto. Die Karte, die 85% der
gesamten Planetenoberfläche abdeckt, bestätigt, daß
Pluto einen dunklen Äquatorgürtel und helle Polkappen
besitzt, wie es auch aus den Helligkeitskurven gefolgert wurde,
die während der gegenseitigen Finsternisse zwischen Pluto
und seinem Satelliten Charon in den späten Achtziger
Jahren dieses Jahrhunderts aufgezeichnet wurden.
Die Helligkeitsunterschiede auf dieser Karte könnten auf topografische Merkmale wie Vertiefungen oder frische Einschlagskrater zurückgehen. Trotzdem dürften die meisten Merkmale wahrscheinlich auf eine komplizierte Verteilung von Frost zurückzuführen sein, die über Plutos Oberfläche durch die jahreszeitlichen und orbitalen Wechsel wandern, sowie chemische Nebenprodukte, die aus Plutos Stickstoff-Methan-Atmosphäre ausfielen. Einige der größeren Regionen könnten später einmal benannt werden.
Bildbearbeitungsverfahren glätten die groben Bildpunkte der vier
rohen Foto, um wesentliche Gegenden zu finden, in denen die Oberfläche
entweder hell oder dunkel ist. Der schwarze Streifen unter
gehört zum Südpol Plutos, der von der Erde weg zeigt und daher
nicht aufgenommen werden konnte.
(Mit freundlicher Genehmigung durch NASA/ESA/ESO)
Erd- gegen Hubble-Aussicht
Dieses Bild bietet einen Vergleich zwischen einer Erdaufnahme (links) von
Pluto und Charon und einer vom Hubble Telescope aus (rechts).
Das Nordische Optische Teleskop
Diese Aufnahme des Pluto machte das
2,6-Meter-Nordic Optical
Telescope, das sich in La Palma, Kanarische Inseln, befindet. Es ist ein
gutes Beispiel für die besten Aufnahmen, die für Teleskope von der
Erde aus möglich sind.
(© Copyright Nordic Optical Telescope Scientific Association -- NOTSA)
Pluto Express
Dieses Bild von der Pluto-Express-Mission, deren Start für 2001 geplant ist
und die Pluto etwa 2006 bis 2008 erreichen soll, malte Pat Rawlings. Die Mission
soll aus einem Paar kleiner, schneller und relativ billiger Sonden mit einem
Gewicht von jeweils unter 100 Kilogramm bestehen. Die Sonde wird sich wenigstens
auf 15.000 Kilometer an Pluto und Charon annähern.
(Mit freundlicher Genehmigung durch Pat Rawlings/NASA/JPL)
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