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Mittwoch, 4. März 2009

Warme Pluto-Atmosphäre verblüfft Astronomen

Künstlerische Interpretation der Oberfläche des Pluto | Copyright: Luis Calcada/eso.org

Cerro Paranal/ Chile - Erst kürzlich zum Zwergplanet degradiert, gehört der einstige Planet Pluto noch immer zu dem rätselhaftesten Objekten in unserem Sonnensystem. Jetzt erlauben neue Beobachtungen der Europäischen Südsternwarte in Chile neue Einblicke in seine tieferen Atmosphärenschichten - doch auch hier hört das Staunen der Forscher nicht auf.

Gerade mal etwa ein Fünftel so groß wie die Erde und 40-mal weiter von der Sonne entfernt, herrschen auf der Pluto-Oberfläche frostige Temperaturen von minus 220 Grad Celsius. Allerdings besitzt der Zwergplanet eine - wenn auch extrem dünne - Atmosphäre von nur 0,015 Millibar aus überwiegend Stickstoff mit Spuren von Methan und Kohlenmonoxid.
Waren bislang nur die oberen Atmosphärenschichten bekannt und untersucht, in denen Temperaturen von minus 170°C herrschen - also rund 50 Grad wärmer als auf der Planetenoberfläche - so belegen die neuen Messungen mit dem Very Large Telescope (VLT), dass auch die tieferen Atmosphärenschichten mit durchschnittlich -180 Grad deutlich wärmer sind, als die Oberfläche des Pluto.

Dieser Umstand stellt die Wissenschaft nun jedoch vor ein Rätsel - dreht die doch die normalen und zu erwartenden Temperaturverläufe von Oberfläche und Atmosphäre auf den Kopf. Während beispielsweise auf der Erde die Temperatur um rund sechs Grad pro Höhenkilometer abnimmt, steigt sie auf Pluto hingegen um 15 Grad.

Die Forscher vermuten nun, dass die Kälte an der Oberfläche wahrscheinlich mit der Atmosphäre zusammenhängt und ähnlich wie verdunstender Schweiß unsere Haut, die Sublimation - also der Prozess des unmittelbaren Übergangs eines Stoffes vom festen in den gasförmigen Aggregatzustand - von Eis zu Gas die Plutooberfläche abkühlt.

Auch die Frage, warum es in der Plutogashülle mit zunehmender Höhe immer wärmer wird, kann anhand der neuen Beobachtungsdaten des Instrumentes „CRyogenic InfraRed Echelle Spectrograph” (CRIRES) erklärt werden. Hiermit konnten die Forscher feststellen, dass Methan mit rund einem halben Prozent die zweithäufigste Komponenten in der Zusammensetzung der Plutoatmosphäre ausmacht: "Wir konnten belegen, dass diese Methananteile eine entscheidende Rolle im Aufheizungsprozess der Atmosphäre spielen und auch ihre erhöhte Temperatur erklären können“, erklärt Emmanuel Lellouch, vom Observatoire de Paris und Hauptautor der aktuellen Studie. „Mit derart viel Methan in der Atmosphäre wird es klar, weshalb die Atmosphäre so warm ist.“ Auch auf der Erde gilt Methan als extrem potentes Treibhausgas.

Für das Vorhandensein dieser Mengen des Treibhausgases haben die Astronomen zwei unterschiedliche Modelle entwickelt. Zum einen könnte die Oberfläche des Pluto mit einer dünnen Methanschicht bedeckt sein, die die Sublimation von Stickstoffeis behindert. Zum anderen käme die Existenz von unregelmäßig verteilten Flächen mit reinem Methan auf der Oberfläche in Frage. Welches der beiden Modelle zutrifft, müssen zukünftige Untersuchungen des Pluto erweisen. Hoffnungen setzten die Forscher schon jetzt in die NASA-Raumsonde "New Horizons", die 2015 den Pluto ersreichen soll.

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Quellen: grenzwissenschaft-aktuell.de / eso.org

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