Neues kosmochemisches Modell zeigt wie Pluto entstanden sein könnte

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Sputnik Planitia, aufgenommen von New Horizons. (Quelle: Image Courtesy of NASA/Johns Hopkins University Applied Physics Laboratory/Southwest Research Institute)

Wissenschaftler des Southwest Research Institute (SwRI) stellen ein kosmochemisches Modell vor, das Plutos Entstehung am Rande unseres Sonnensystems beschreibt. Für die neue Theorie verknüpften die Wissenschaftler Entdeckungen der NASA Sonde New Horizons mit Daten der ESA Mission Rosetta.

Dr. Chrsitopher Glein von der SwRI-Abteilung Weltraumforschung und Technik nennt das neue kosmochemische Modell, das die Entstehung Plutos erklären soll, “der Riesenkomet”. Den Kern dieser Forschung bildet das stickstoffreiche Eis des Sputnik Planitia, ein großer Gletscher, der sich im linken Flügel der herzförmigen Region Tombaugh Regio auf Plutos Oberfläche befindet.

“Wir haben eine verblüffende Übereinstimmung zwischen dem geschätzten Gehalt an Stickstoff im Gletscher und dem Gehalt, der erwartet würde, wenn Pluto durch Anhäufung von ca. einer Milliarde Kometen oder anderer Kuiper-Gürtel-Objekte, die eine ähnliche chemische Zusammensetzung wie 67P, der Komet der von Rosetta untersucht wurde, entstanden sein würde,” sagt Dr. Glein.

Zusätzlich zu diesem Kometenmodell prüften die Forscher auch ein Solarmodell, nach dem Pluto aus sehr kaltem Eis, das von der chemischen Zusammensetzung eher der Sonne entspricht, entstanden sein könnte.

Diese vier Karten von Pluto zeigen, welche Regionen reich an Methan, Stickstoff, Kohlenmonoxid und Wasser sind. (Quelle:Image Courtesy of NASA/Johns Hopkins University Applied Physics Laboratory/Southwest Research Institute)

Um die Entstehung nachvollziehen zu können, mussten die Wissenschaftler nicht nur den heutigen Stickstoff in Plutos Atmosphäre und Gletschern verstehen, sondern auch vor allem wie viel davon in den letzten Jahrmillionen in den Weltraum entwich. Dann mussten sie das Verhältnis von Kohlenmonoxid zu Stickstoff abgleichen um ein plausibleres Bild zu erhalten. Schließlich zeigt eine geringe Menge von Kohlenmonoxid auf Pluto, dass vermutlich vieles unter der Oberfläche in Eis eingeschlossen ist oder durch flüssiges Wasser zerstört wurde.

“Unsere Forschung lässt vermuten, dass Plutos anfängliche chemische Zusammensetzung – geerbt von den Kometen-Bausteinen –  durch flüssiges Wasser chemisch verändert wurde, vielleicht sogar durch einen unterirdischen Ozean,” so Glein.

Allerdings erfüllt das Solarmodell ebenfalls einige der Randbedingungen. Das neue Modell hat viele interessante Möglichkeiten aufgetan, während es gleichzeitig aber auch viele weitere Fragen offen lässt.

“Diese Forschung baut auf dem fantastischen Erfolg der New Horizons und Rosetta Missionen auf, um unser Verständnis des Ursprungs und der Entwicklung von Pluto zu erweitern,” sagte Glein. “Die Chemie als Werkzeug zu benutzen, macht es uns möglich bestimmte Merkmale, die wir heute auf Pluto sehen, mit seinen Entstehungsprozessen von vor langer Zeit, nachzuvollziehen. Das führt zu neuer Wertschätzung von Plutos reichhaltiger “Lebensgeschichte”, die wir gerade erst anfangen zu begreifen.”

 

Publikation: “Primordial N2 Provides a Cosmochemical Explanation for the Existence of Sputnik Planitia, Pluto,” Christopher Glein & J. Hunter Waite Jr., 2018 May 23, Icarus. DOI: 10.1016/j.icarus.2018.05.007, http://dx.doi.org/10.1016/j.icarus.2018.05.007

Pressemitteilung: https://www.swri.org/cosmochemical-model-pluto-formation

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Shari van Treeck

Shari van Treeck, (*1988), hat BSc Geophysik und Meteorologie und MSc Physik der Erde und Atmosphäre mit dem Schwerpunkt Weltraumgeophysik an der Universität zu Köln studiert. Seit 2015 ist sie Doktorandin im Sonderforschungsbereich Transregio 32 an der Universität Bonn in der angewandten Geophysik.