Pluto und Triton könnten galaktische Zwillinge sein

Von Rainer Kayser (dpa)/Markus Brauer

Der Zwergplanet Pluto und Triton, der größte unter den Neptun-Monden, ähneln sich in ihrer Größe und chemischen Zusammensetzung. Auch sind vermutlich beide Himmelskörper in der gleichen Region des Sonnensystems entstanden. Gleichwohl unterscheiden sich ihre Oberflächen erheblich. Forscher der Universität Sorbonne in Paris haben nun den Grund dafür gefunden und neue Belege für die gleiche Herkunft.

Pluto und Triton: Ähnlich und doch unähnlich

Wie sie im Fachjournal „Proceedings“ der US-Akademie der Wissenschaften (PNAS) berichten, spielt die Neigung der Rotationsachse eine entscheidende Rolle für die Bildung der topografischen Strukturen.

„Pluto und Triton haben eine ähnliche Größe und eine ähnliche Dichte. Auch ihre Atmosphären und das Eis auf ihrer Oberfläche ist ähnlich zusammengesetzt, überwiegend aus Stickstoff, Methan und Kohlenmonoxid“, erläutern Tanguy Bertrand und seine Kollegen. Doch in Helligkeit und der Verteilung von Eis seien sie sehr unterschiedlich. „Wie lässt sich das erklären?“

 

 

Pluto: Himmelskörper im Kuiper-Gürtel

Pluto galt ursprünglich als neunter Planet unseres Sonnensystems. Wie die anderen Planeten ist er rund, während die kleineren Asteroiden unregelmäßige Formen zeigen. Doch er zieht seine Bahn in einer Region mit vielen ähnlichen Himmelskörpern - im Kuiper-Gürtel. Pluto ist davon nicht einmal der größte und zählt heute zu den Zwergplaneten.

Aufgrund der Ähnlichkeit zu Pluto gehen Astronomen davon aus, dass Triton ebenfalls zu den Kuiper-Objekten zählte, aber von Neptun „eingefangen“ wurde. Dafür spricht die ungewöhnliche Umlaufbahn des Mondes: Diese ist sehr stark gegen die Bahnebene Neptuns geneigt und rückläufig, also entgegengesetzt zu den normalen Bewegungen im Sonnensystem.

 

 

Eisvulkanismus und Achsneigung

Es sind im Wesentlichen zwei Effekte, die Bertrand und seine Kollegen dafür verantwortlich machen, dass sich die Oberflächen der beiden Himmelskörper trotz aller Ähnlichkeit anders entwickelten.

• So ist Triton aufgrund seiner Nähe zum großen Eisplaneten Neptun starken Gezeitenkräften ausgesetzt. Das führt zu einer ständigen Erneuerung der Oberfläche etwa durch Eis-Vulkanismus. Tritons Oberfläche ist deshalb durchgehend jünger als jene Plutos und weist erheblich weniger Einschlagkrater auf.
• Dem zweiten wichtigen Effekt sind die Forscher durch Computersimulationen der jeweiligen Entwicklung auf die Spur gekommen: Es ist die unterschiedliche Achsneigung, die einen starken Einfluss auf Jahreszeiten und Klima hat und damit über die Ablagerung von Gasen in Form von Eis auf der Oberfläche entscheidet.

 

 

Unterschiedliche klimatische Bedingungen

Die Rotationsachse von Pluto ist im Mittel stärker gegen die Umlaufbahn geneigt als die von Triton. Deshalb weist der Zwergplanet ausgeprägte Jahreszeiten mit wechselnder Sonneneinstrahlung an den Polen auf, und Eis lagert sich bevorzugt in der äquatorialen Zone ab: je nach Höhenlage mehr oder weniger reich an Methan beziehungsweise an Stickstoff.

 

 

Im Fall Triton ist die Situation durch die Kombination der Umlaufbahnen des Mondes und seines Planeten komplizierter. Doch im Vergleich zu Pluto ist die Achsneigung zur Sonne gering, daher ist es an den Triton-Polen dauerhaft kühler als in den äquatorialen Regionen, also lagert sich Eis dort bevorzugt ab.

Die verschiedenen klimatischen Bedingungen führen auch dazu, dass durch Prozesse in der Atmosphäre von Pluto organische Moleküle entstehen können, die sich ablagern und die Oberfläche dunkler färben, womöglich auffällig rot. Solche Gebiete gibt es auf dem gleichmäßig hellen Triton nicht.

Info: Kuipergürtel, Pluto und Neptun

Kosmische Randzone Hinter der Umlaufbahn von Neptun beginnt der Kuipergürtel: die unwirtliche, lebensfeindliche äußere Randzone unseres Sonnensystems. In dieser ringförmigen, flachen Region sind neben unzähligen eisigen Gesteinskörpern auch Zwergplaneten wie Pluto, Eris, Sedna und Quaoar beheimatet. Es wird spekuliert, dass sich der mysteriöse, neptungroße Planet 9 im Kuipergürtel verbergen könnte.

Kuipergürtel Der Kuipergürtel enthält Schätzungen zufolge mehr als 70 000 Objekte mit über 100 Kilometern Durchmesser sowie zahlreiche kleinere Objekte. Die meisten von ihnen sind mit einem Durchmesser von zehn bis 50 Kilometern eher winzig. 

Gerad Kuiper Benannt ist der Kuipergürtel nach dem niederländischen Astronomen Gerard Kuiper (1905-1973). Dieser stellte im Jahr 1951 die Hypothese auf, dass einige Kometen aus der Region jenseits von Neptun stammen könnten. Das erste Objekt des Kuipergürtels wurde 1992 entdeckt, womit Kuipers Theorie bestätigt wurde. Weil diese Objekte sehr wenig Licht abstrahlen und sich nur langsam bewegen, sind sie astronomisch nur schwer zu erkennen. Um die Sonne einmal zu umrunden, brauchen sie in der Regel mehrere hundert Jahre.

Zwergplaneten Ähnlich wie bei unserem Mond handelt es sich bei diesen Zwergplaneten wahrscheinlich um Überbleibsel aus jener Zeit, als die Planeten unseres Sonnensystems vor mehr als vier Milliarden Jahren entstanden. Nachdem sie den größeren Planeten wie Jupiter oder Neptun zu nahegekommen waren, wurden sie in weit entfernte Außenregionen des Sonnensystems geschleudert.

Neptun Neptun ist der achte und äußerste Planet unseres Sonnensystems und befindet sich rund 30 Astronomische Einheiten (AE) von der Sonne entfernt. Eine astronomische Einheit entspricht dem Abstand zwischen Sonne und Erde – circa 150 Millionen Kilometer. Neptun wurde im Jahr 1846 aufgrund von Berechnungen aus Bahnstörungen des Uranus durch den französischen Mathematiker Urbain Le Verrier von dem deutschen Astronomen Johann Gottfried Galle entdeckt. Neptun ist durchschnittlich 4,5 Milliarden Kilometer von der Sonne entfernt.

Pluto/Plutoide Mit einem Durchmesser von 2370 Kilometern gilt Pluto als größter Zwergplanet im Kuipergürtel. Eris ist nach Pluto der massereichste und zweitgrößte bekannte Zwergplanet unseres Sonnensystems. Neben Pluto und Eris zählen noch Sedna, Quaoar, Orcus und Makemake zu den sogenannten Plutoiden, einer Unterklasse von Zwergplaneten, die abseits der Neptun-Umlaufbahn die Sonne im Kuipergürtel umrunden.