A Pluto Bildkomposition, mit freundlicher Genehmigung der New Horizons Mission (Bildnachweis: NASA/Johns Hopkins University Applied Physics Laboratory/Southwest Research Institute)
Als die NASA-Mission New Horizons 2015 an Pluto vorbeiflog, konnte die Menschheit zum ersten Mal einen Blick auf eine kolossale Senke auf der isolierten Welt werfen. Sie trägt den Namen „Sputnik Planitia“. Von der Größe her vergleichbar mit dem Land Mexiko und eine von Plutos Hemisphären dominierend, ist Sputnik Planitia wahrscheinlich das Ergebnis eines Einschlags – aber nur wenige Einschlagskrater haben die einzigartige birnenartige Form von Sputnik Planitia.
Wie sich Sputnik Planitia gebildet hat, ist nach wie vor unbekannt, aber die Forscher haben jetzt ein mögliches Bild von seiner Entstehung gezeichnet. Es ist möglich, so sagen sie, dass ein Körper von der Größe der Schweiz vor langer Zeit in einem flachen Winkel auf den Pluto gestürzt ist. Wenn das stimmt, würde dieses Bild auch einen Hinweis darauf geben, wie das Innere des Pluto unter seiner kryogenen Oberfläche aussehen könnte.
„Die meisten dachten, Sputnik Planitia sei durch einen Einschlag entstanden, aber niemand war in der Lage, seine charakteristische Birnenform zu erklären“, sagte Harry Ballantyne, Astronom an der Universität Bern in der Schweiz, gegenüber kosmischeweiten.de.
Sputnik Planitia’s Form und kolossale Größe – ungefähr 2.000 Kilometer lang und 1.600 Kilometer breit – sind nicht die einzigen Gründe, warum Planetenforscher ihn mit Neugierde betrachten. Was auch immer diese Formation geschaffen hat, es hat es geschafft, eine 4 Kilometer tiefe Delle zu hinterlassen; und am Boden der Kluft scheint sich eine gefrorene Fläche aus Stickstoffeis zu befinden. Die Schwerkraft hätte Pluto langsam in Rotation versetzen müssen, so dass die Delle und die fehlende Masse an einem der Pole Plutos gelandet wären – doch seltsamerweise liegt Sputnik Planitia weiterhin am Äquator.
Eine populäre Theorie besagt, dass Sputnik Planitia eigentlich ein Hinweis auf einen globalen Ozean ist, der unter der Oberfläche des Pluto begraben ist. Nach einem massiven Einschlag könnte flüssiges Wasser aus dem Ozean aufgestiegen sein, um die Lücke zu füllen, die dann mit einer Stickstoffschicht vereist worden wäre – was erklären würde, warum Sputnik Planitia am Äquator blieb. Dennoch waren einige Wissenschaftler nicht überzeugt.
„Ich habe nie geglaubt, dass Sputnik am Äquator einen globalen Ozean braucht“, sagt Erik Asphaug, Astronom an der Universität von Arizona, gegenüber kosmischeweiten.de. „Meiner Meinung nach ist es viel einfacher zu erklären, wenn man mit einem festen Körper beginnt und endet, der diese Art von Splat aushalten kann.“
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So machten sich Asphaug, Ballantyne und ihre Kollegen daran, dreidimensionale Simulationen durchzuführen, um herauszufinden, welche Umstände zur Entstehung von Sputnik Planitia geführt haben könnten. Die seltsame Form des Merkmals war ein Hinweis darauf, dass der Schöpfer der Delle den Pluto schräg und nicht frontal getroffen hat. Dies veranlasste die Forscher, ein 700 Kilometer breites Objekt – eine Kugel aus Eis und Gestein – zu simulieren, das auf einer Pluto ähnlichen Welt aufschlägt. Auch dieses Objekt sollte einen felsigen Kern innerhalb einer Wassereishülle aufweisen, und der Einschlag erfolgte in einem flachen Winkel von 30 Grad. Dieses Szenario führte nicht nur zu einem birnenförmigen Krater, sondern die Simulationen des Teams zeigten auch, dass der Kern des Impaktors unter Sputnik Planitia begraben blieb, was ihm die zusätzliche Masse gab, die er brauchte, um auf dem Äquator zu bleiben.
Die Autoren sagen, dass zukünftige Forschungen noch notwendig sind, um diese Konzepte zu erweitern, sowohl um zu verstehen, wie sich Sputnik Planitia über Milliarden von Jahren entwickelt hat, als auch um zu verstehen, wie Kollisionen in dieser entfernten Ecke des Sonnensystems funktionieren.
„Es gibt noch viel über Planetenkollisionen zu lernen“, sagte Adeene Denton, eine Planetenforscherin an der Universität von Arizona und eine weitere Autorin der Studie, gegenüber kosmischeweiten.de. „Und insbesondere für den Kuipergürtel gibt es viele Unsicherheiten darüber, was passiert, wenn eisige und felsige Körper zusammenstoßen.“
Plutos Inneres könnte uns helfen, diese Dynamik endlich zu verstehen, aber für genauere Antworten müssen wir vielleicht auf eine weitere Mission warten. Obwohl der Besuch von New Horizons beim Pluto eine bemerkenswerte Leistung war, ist die Sonde nur vorbeigeflogen, was bedeutet, dass die Mission im wahrsten Sinne des Wortes nur die Oberfläche des ehemaligen Planeten angekratzt hat. Eine künftige Mission könnte Pluto umkreisen und sein Inneres erforschen, indem sie beispielsweise das Gravitationsfeld des Planeten misst.
„Wir brauchen die Art von geophysikalischen Daten, die um den Mond und den Mars gesammelt wurden und die es uns ermöglicht haben, die innere Struktur dieser Körper so detailliert zu bestimmen“, sagte Denton gegenüber kosmischeweiten.de. „Es gibt eine Menge Informationen über das Innere des Pluto zu gewinnen, und die Umkreisung des Pluto ist der beste Weg, dies zu tun.“
Die Forscher veröffentlichten ihre Arbeit am 15. April in der Zeitschrift Nature Astronomy.
