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Kuipergürtel

Pluto

Pluto im Juli 2015
Steckbrief Pluto
Durchmesser 2390 km
Umlaufzeit 247,68 Jahre
Entfernung zur Sonne Gr. Halbachse: 5,9 Mrd km (zw. 4,4 Mrd u. 7,4 Mrd km)
Temperatur -238°C bis -218°C
Typ Zwergplanet
Monde 5
Zusammensetzung 70% Gestein, 30% Wassereis

Pluto zieht in 6 Milliarden Kilometern Abstand von der Sonne seine Bahnen, wobei er für eine Umrundung knapp 248 Erdenjahre braucht! Warme Sonnenstrahlen erreichen ihn hier nicht mehr. Auf Pluto wird es nie 'wärmer' als -218° Celsius!


Plutomond Charon im Juli 2015

Pluto und seine Monde

Pluto hat einen Mond - Charon, der in etwa halb so groß ist wie er. Pluto wurde anfangs für größer gehalten als er ist, da man nicht erkennen konnte, dass er einen recht großen Mond bei sich hat. Erst größere Teleskope zeigten 1978, dass es sich eigentlich um zwei eigenständige Körper handelt.

Charon ist im Verhältnis zu seinem Planeten so groß, dass hier oft auch von einem Doppelplanetensystem gesprochen wird. Das gemeinsame Schwerkraftzentrum, um das beide kreisen, liegt außerhalb von Pluto.

Beim Erde-Mond-System liegt das gemeinsame Schwerkraftzentrum dagegen noch innerhalb des Erdglobus.

Pluto und Charon, gesehen von Hubble

Pluto und Charon

Pluto und Charon, gesehen von New Horizons

Pluto und Charon im Juli 2015

Umlaufbahnen der Plutomonde Erst 2005 wurden mit Hilfe des Hubble-Weltraumteleskops zwei weitere Monde entdeckt. Sie sind winzig klein, haben Durchmesser von nicht viel mehr als 100 Kilometern. Benannt wurden die beiden Mini-Monde nach dem neunköpfigen Seeungeheuer Hydra und der Göttin der Nacht Nix aus der griechischen Mythologie.

Im Jahr 2011 wurde sogar noch ein 4. Plutomond entdeckt. Er ist winzig, nur zwischen 13 und 34 Kilometern im Durchmesser. Gefunden hat man ihn rein zufällig, als man mit dem Hubble-Weltraumteleskop nach Staubringen um Pluto suchen wollte. Dieser Mond hat noch keinen offiziellen Namen bekommen.

Ein fünfter - winziger - Mond wurde 2012 ebenfalls auf Aufnahmen von Hubble entdeckt. Der Mond ist im Durchmesser nur zwischen 10 und 25 Kilometer groß und hat noch keinen Namen bekommen.


Klein aber exzentrisch

Neptun und Pluto im Vergleich 75 Jahre lang war Pluto ein Planet. Dann gab es im Jahr 2006 einen Riesenstreit unter Astronomen - und Pluto wurde aus dem Reich der Planeten verbannt ..

.. Unter seinen ehemaligen Planetenkollegen tanzte Pluto schon immer aus der Reihe. Nach den riesigen Gasplaneten folgte er als winzig kleine Gesteinskugel.

Außerdem hat er eine ziemlich verrückte Bahn. Er kreuzt nämlich die Neptunbahn und ist ab und zu für 20 Jahre näher an der Sonne als Neptun!

Nun ist er ein TNO - ein Transneptunobjekt. Das bedeutet 'Körper nach dem Neptun', und davon gibt es sehr viele. Als einer der größten Vertreter des Kuipergürtels ist Pluto auch ein KBO, ein Kuiper Belt Objekt.

Pluto Umlaufbahn

Die Umlaufbahn von Pluto ist sehr exzentrisch. Er bewegt sich nicht in der gleichen Ebene wie die Planeten. Seine Bahn ist um 17 Grad geneigt.

Zuletzt war Pluto von 1979 bis 1999 der Sonne näher als Neptun. Die Bahnen der Beiden überkreuzen sich an zwei Punkten. Sie werden aber nie zusammenstoßen, weil sie diese Kreuzungspunkte nie gleichzeitig durchqueren. Neptun und Pluto haben eine 3:2 Resonanz, das heißt während Neptun die Sonne 3mal umkreist, umkreist Pluto sie 2mal.

Schon gewusst?

Im Sonnensystem gibt es sieben Monde, die alle größer sind als Pluto! Selbst unser Mond ist um einiges größer. Inzwischen wurden hinter Pluto weitere Zwergplaneten gefunden. Sie tragen so schöne Namen wie Eris, Quaoar und Sedna.

Pluto besteht er zu 70% aus Felsgestein und zu 30% aus Wassereis. Würde er plötzlich eine Bahn einschlagen, die ihn ins Innere Sonnensystem brächte, würde seine gefrorene Oberfläche in Sonnennähe auftauen und Gase entwickeln. Pluto würde einen Schweif hinter sich herziehen wie ein Komet!

Von Pluto gab es lange keine guten Fotos, denn so weit draußen war noch keine Sonde. Er wurde bisher nur von Weitem fotografiert. Doch im Juli 2015 erreichte die Sonde 'New Horizons' nach mehr als neun Jahren Flugzeit den Zwergplaneten.

Wo sind all die Krater geblieben?

New Horizons lieferte die bislang schärfsten und detailliertesten Fotos von Pluto. Die Bilder zeigen eine abwechslungsreiche Oberfäche mit sehr hellen, aber auch sehr dunklen Bereichen. Zu erkennen sind außerdem einige Einschlagkrater, wobei das Überraschende daran ist, dass es relativ wenige sind, im Vergleich mit anderen Oberflächen im Sonnensystem.

Pluto schwarzweiß und in Farbe

Wenige Einschlagkrater bedeuten im Umkehrschluss, dass sich Plutos Oberfläche erneuert haben muss. Dass er von Einschlägen weitestgehend verschont blieb ist unrealistisch. Weshalb sollte er da eine Ausnahme sein? Also muss es Prozesse auf Pluto geben, die die Krater verschwinden lassen.

Pluto Eisfläche
Eisfläche auf Pluto ohne Krater

Auf der Erde werden Einschlagkrater im Laufe der Zeit auf vielfältige Weise eingeebnet. Erdbeben, Vulkanausbrüche, der Wasserkreislauf, Wind und Vegetation sorgen dafür, dass sich derartige Strukturen nicht allzu lange halten. Was aber könnte auf Pluto dafür verantwortlich sein?

Bislang wurde er für eine nahezu unveränderliche, seit Jahrmilliarden tiefgefrorene Welt gehalten, auf der so gut wie keine Veränderungen stattfinden, außer eben ab und zu ein Einschlag.

New Horizons hat uns gezeigt, dass diese Theorie nicht passt. Plutos Oberfläche ist erstaunlich vielfältig. Es gibt riesige Eisflächen, wobei Falschfarbenaufnahmen zeigen, dass diese Flächen nicht alle aus dem gleichen Material bestehen! Es muss also Prozesse geben, bei denen neues Eis gebildet wird.

Plutos Atmosphäre

Plutos Atmosphäre

New Horizons flog am 14. Juli 2015 auch durch den Schatten von Pluto und fotografierte dabei seine Atmosphäre im Gegenlicht der Sonne. Dabei wurde die Lufthülle gleich vermessen und auf ihre Bestandteile hin untersucht. Plutos Atmosphäre dehnt sich auf bis zu 1600 Kilometer über Plutos Oberfläche aus und besteht hauptsächlich aus Stickstoff und Kohlenmonoxid und zu 0,5% aus Methan.

New Horizons entdeckte zwei Nebelschichten in der Atmosphäre. Die eine Schicht reicht bis 50km Höhe, die zweite Dunstschicht bis 130km.

Gibt es damit möglicherweise Wetter auf Pluto mit Wind, Wolken und Niederschlägen? Aufgrund der Kälte da draußen am Rande des Sonnensystems gestaltet sich das allerdings völlig anders als auf der Erde. Die Energie der Sonne ist hier sehr schwach, und auf der Pluto-Oberfläche lagert sich Methan an, das auf der Erde als Gas existiert, auf Pluto aber Methaneis bildet. Außer Methaneis wurde auch noch Stickstoffeis gefunden.

Es wird nun vermutet, dass dieses Eis fließt, ähnlich wie die Gletscher auf der Erde, und so Plutos Oberfläche umgestaltet.

Unser Bild von Pluto - vor New Horizons

Die bis 2014 besten Fotos stammen vom Hubble-Weltraumteleskop, das die Erde in einer Höhe von 590 Kilometern alle 95 Minuten umkreist und Fotos von Objekten im Weltall machen kann, ohne dass eine unruhige Atmosphäre stört. Hubble 'sah' Pluto recht undeutlich, bei der großen Entfernung von Pluto ist das aber auch kein Wunder. Deshalb wurde ja dann doch eine Raumfahrtmission zu Pluto geschickt. Mehr zu New Horizons gibt es auf der Seite Plutomission.

Pluto 1996 von Hubble fotografiert


Pluto am Himmel zu finden ist mit einem kleinen Teleskop so gut wie unmöglich. Selbst größere Geräte haben da ihre Probleme. Derzeit befindet sich Pluto im Sternbild Schütze. Da er sich sehr langsam über den Himmel bewegt, wird er sich auch noch für einige Jahre dort aufhalten. Erst 2023 / 2024 wechselt Pluo ins nächste Sternbild - den Steinbock.

Die Aufnahmen auf dieser Seite stammen von der NASA (Courtesy NASA/JPL-Caltech), NASA/Johns Hopkins University Applied Physics Laboratory/Southwest Research Institute.

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Kuipergürtel

Der Kuipergürtel umgibt das Sonnensystem hinter der Neptunbahn mit Tausenden von tiefgefrorenen Felsbrocken und Miniplaneten. Lange war dieser Gesteinsring, dessen Mitglieder alle weit draußen die Sonne umkreisen, nicht bekannt. Bei Berechnungen von Kometenbahnen kam man aber dahinter, dass viele Kometen aus der gleichen Gegend kommen müssen, die sich noch außerhalb der äußeren Planeten befindet.

1930 wurde erstmals vermutet, dass es hinter Neptun viele weitere Körper im Sonnensystem geben könnte. Allerdings sind sie für eine direkte Beobachtung zu klein und zu dunkel. Erst 1992 fand man mit leistungsfähigen Teleskopen und nach angestrengter Suche das erste Objekt, das zum Kuipergürtel gehört. Inzwischen ist man der Ansicht, dass auch Pluto ein Kuipergürtel-Objekt ist.

Von Zeit zu Zeit verlässt ein Kuipergürtelobjekt (im Englischen Kuiper-Belt-Objekt oder kurz gesagt KBO) seine Heimat und unternimmt eine Reise ins Innere des Sonnensystems. Gerät es dabei in die Nähe der Sonne, taut durch deren Wärmestrahlung die vereiste Oberfläche auf und zieht Staub und Gase als langen Schweif hinter sich her. Ein neuer Komet ist erschienen.

Die Bahnen der Kleinkörper innerhalb des Kuipergürtels sind nicht sonderlich stabil, und durch Zusammenstöße oder Annäherung mehrerer Körper kann es immer mal wieder passieren, dass einer von ihnen aus dem Gürtel geschleudert wird und sein Dasein von nun an als Komet verlebt. Die Kometenjäger lauern schon!

Wo befindet sich der Kuipergürtel?

Der Kuipergürtel beginnt hinter der Umlaufbahn des Neptun und erstreckt sich von 40 bis zu einer Entfernung von 500 Astronomischen Einheiten. In Kilometer umgerechnet ziehen die KBOs, also die Kuipergürtelobjekte, ihre Bahnen mit einem Abstand von 6 Milliarden bis 50 Milliarden Kilometern zur Sonne. Für einen Umlauf brauchen sie viele Hundert Jahre.

Kuipergürtel

Ein berühmter Komet, der aus dem Kuipergürtel stammt und regelmäßig alle 76 Jahre ins Innere des Sonnensystems kommt, ist der Halleysche Komet. Er wurde zuletzt 1986 beobachtet und besucht uns 2061 wieder. Mehr dazu gibt es auf der Seite 'Kometen'.

Komet HalleyEs gibt im Sonnensystem noch einen Gürtel, in dem sich viele Kleinplaneten und Kleinkörper versammeln und aufhalten: den Asteroidengürtel. Er befindet sich weiter innen zwischen den Bahnen von Mars und Jupiter.

Hinter dem Kuipergürtel ist das Sonnensystem noch nicht zu Ende. Es schließt sich eine Kometenwolke an, die Oortsche Wolke genannt wird. Sie umhüllt das Sonnensystem rundherum. Hier kommen die langperiodischen Kometen her, die Umlaufzeiten um die Sonne von einigen tausend Jahren haben.

Was ist los im Kuipergürtel?

Aus wie vielen Mitgliedern genau der Kuipergürtel besteht, wissen wir nicht, da er bisher noch nicht von Raumsonden untersucht wurde, und mit Teleskopen lassen sich nur die großen Körper entdecken. Die für das Jahr 2004 geplante Mission Pluto-Kuiper-Express wurde von der NASA leider aus Kostengründen abgesagt (Die Kosten wurden letztlich auf 800 Mio bis 1 Mrd Dollar geschätzt, das war das Doppelte von dem, was für die Mission eingeplant war).

New HorizonsDie Sonde wäre im Jahr 2012 bei Pluto angekommen und hätte anschließend in den Kuipergürtel hineinfliegen können.

Alle Hoffnung richtet sich nun auf die Mission New Horizons, die momentan zu Pluto unterwegs ist. Sie wird dort aber nicht bleiben, sondern weiterfliegen - hinein in den Kuipergürtel. So könnten uns demnächst viele Neuentdeckungen bevorstehen!

Die Sonde startete im Jahr 2006 und wird im Jahr 2015 bei Pluto eintreffen. Mehr dazu gibt es auf der Seite 'Plutomissionen'.

Bekannt sind bisher etwa 800 Objekte des Kuipergürtels, vermutet werden über 70 000. Einige besonders große Objekte sind schon zu einiger Berühmtheit gelangt und bekamen eigene Namen.

Quaoar Manch eines von ihnen scheint den ehemaligen Planeten Pluto an Größe noch zu übertreffen, und die Diskussion drehte sich lange darum, ob man sie ebenfalls als Planeten betrachten solle.

Letzten Endes aber wurde beschlossen, Pluto seinen Status als Planet abzuerkennen.

So werden also keine neuen Planeten mehr im Sonnensystem entdeckt werden, höchstens noch neue KBOs. Die bekanntesten KBOs heißen Quaoar, Sedna und Eris.

Der Name des Kuipergürtels stammt von einem Astronomen, nämlich von Gerhard Peter Kuiper. Er beschäftigte sich viel mit langperiodischen Kometen und deren Bahnen und zeigte, dass sie alle aus einem Bereich hinter Neptun kommen müssen, dem großen Reservoir für Kometen.

Die Bewohner des Kuipergürtels

Da die Kleinkörper des Kuipergürtels einige Merkwürdigkeiten an den Tag legen, werden sie noch einmal in mehrere Gruppen unterteilt. Die Klassifizierung wird hinsichtlich ihrer Bahnmerkmale getroffen. Man nennt KBOs auch:

TNOs haben ihre Bahnen hinter Neptun und bewegen sich meist in Resonanz zu ihm. Das heißt während Neptun die Sonne zweimal umrundet, umkreisen sie die Sonne einmal. Das ist dann die 2:1 Resonanz. Es gibt noch viele weitere, z.B. 3:1, 5:2, 4:3 usw.
Neptun Trojaner befinden sich innerhalb der Bahn von Neptun und halten sich an den Lagrange-Punkten auf. Sie eilen dem Planeten voraus oder folgen ihm und haben die gleiche Umlaufzeit um die Sonne wie Neptun. Sie werden nie mit dem Planeten zusammenstoßen.
Plutinos haben die gleiche Bahnresonanz zu Neptun wie Pluto, das heißt während Neptun die Sonne dreimal umrundet, umkreisen sie die Sonne genau zweimal. Sie haben also zu Neptun eine Bahnresonanz von 3:2.
Centauren sind Ausreißer aus dem Kuipergürtel. Sie bewegen sich zwischen den Bahnen von Neptun und Jupiter. Ihre Bahnen sind nicht stabil. Der bekannteste von ihnen ist Chiron mit einem Durchmesser von 170 km.
UMPs Ungewöhnliche Kleinplaneten (UMPs) haben ungewöhnliche Bahnen, also nicht nahezu kreisrund, sondern stark elliptisch. Oft sind ihre Bahnen auch gegen die Planetenebene, in der sich der größte Teil aller Körper des Sonnensystems aufhält, stark geneigt.

Die Aufnahmen auf dieser Seite stammen, wenn nicht anders gekennzeichnet, von der NASA.

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