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«Tombaugh Regio» - eine kraterlose, gefrorene Ebene

NASA-Forscher haben in einer ersten Analyse des von New Horizons übermittelten Datenmaterials entdeckt, dass sich über der Plutooberfläche eine rund 130 km mächtige Dunstschicht gebildet hat. Diese Dunstschicht unterteilt sich nach bisherigen Erkenntnissen in zwei Schichten. Die erste Schicht ist in einer Höhe von rund 50 km über der Plutooberfläche erkennbar, die zweite in einer Höhe von rund 80 km. Die Wissenschaftler gehen davon aus, dass sich in dieser Dunstschicht die Grundstoffe befinden, aus den sich die komplizierten Kohlenwasserstoffverbindungen gebildet haben, welche die Plutooberfläche rötlich färben.

Die Wissenschaftler haben für die Bildung der Kohlenstoffverbindungen eine Modellvorstellung entwickelt. Ultraviolettes Sonnenlicht bricht die Methanmoleküle auf, welche sich im Dunst eingelagert haben. Das Aufbrechen der Methanmoleküle, einer einfachen Kohlenwasserstoffverbindung, verursacht die Bildung von weiteren komplizierten Gasverbindungen aus Kohlenwasserstoff wie Ethylen oder Acetylen.

In der Plutoatmosphäre sind zahlreiche gasförmige Kohlenwasserstoffverbindungen mit unterschiedlichen Zusammensetzungen entdeckt worden.

Diese Kohlenwasserstoffgase sinken in tiefer liegenden, kühlere Schichten der Plutoatmosphäre, wo sie kondensieren und zu Eiskristallen werden. Das ultraviolette Sonnenlicht wandelt die Dunstpartikel chemisch in Thiolin-Verbindungen um. Thioline sind dunkle Kohlenwasserstoffe, welche für die rötliche Farbe der Plutooberfläche verantwortlich sind.

Bisher haben die Wissenschaftler angenommen, dass die warmen Temperaturen in Höhen von über 30 km die Bildung von Dunst verhindert hätten.

Die herzförmige, helle Fläche auf dem Zwergplaneten Pluto wurde mit dem Namen «Tombaugh Regio» versehen. Der Astronom Clyde Tombaugh hat Pluto im Jahr 1030 entdeckt.

New Horizons hat im Zentrum von «Tombaugh Regio» kraterlose, gefrorene Ebenen entdeckt. Diese Ebenen, welche nun «Sputnik Planum» (Sputnik Ebenen) heissen, sind möglicherweise mehr als 100 Millionen Jahre alt. Die Ebenen scheinen sich weiterhin durch geologische Prozesse zu verändern. Diese eisigen Ebenen liegen nördlich der mit Eis überzogenen Berge. Diese eisigen, kraterlosen Ebenen waren bisher unbekannt, weil das Fotomaterial bei früheren Vorbeiflügen zu wenig Auflösung besass. Die Ebenen sehen aus wie gefrorenes, gepflügtes und eingeebnetes Ackerland. «Sputnik Planum» ist in rund 20 km lange Teilflächen zerbrochen. Die Teilflächen sind von Vertiefungen umgeben. Einige dieser Rinnen bestehen aus dunklerem Material. In anderen Vertiefungen sind kleine Erhebungen sichtbar, welche offenbar höher als das umliegende Terrain sind.

An anderen Stellen ist die Oberfläche in durchlöcherte Felder aufgeteilt. Die kleinen Löcher haben sich möglicherweise durch Sublimation gebildet. Sublimation nennt man die Zustandsänderung von Stoffen, welche direkt vom festen in den gasförmigen Zustand übergehen. Ein ähnlicher Vorgang kann auf der Erde beim Auflösen von Trockeneis beobachtet werden.

Für die Bildung der Flächensegmente in den «Sputnik Ebenen» haben die Wissenschaftler zwei Arbeitstheorien entwickelt:

1. Die unregelmässige Form der Segmente könnte das Ergebnis von Konzentrationsvorgängen des Oberflächenmaterials sein. Eine ähnliche Materialkonzentration ergibt sich, wenn feuchtes Erdreich austrocknet (Trockenpolygone).

2. Die unregelmässige Form der Segmente könnte das Ergebnis von Konvektionsvorgängen sein. Einen ähnlichen Vorgang sieht man beim Abbrennen einer Kerze, wo warmes Wachs in den Docht hochsteigt. Auf dem Pluto könnte die Wärme aus dem Plutoinnern die Konvektion in einer gefrorenen Oberflächenschicht aus Kohlenmonoxid, Methan oder Nitroverbindungen antreiben.

Die südlichsten Regionen von «Tombaugh Regio» unterscheiden sich farblich stark von den westlich und östlich angrenzenden, viel dunkleren Äquatorgebieten. Es scheint, dass viel jüngeren Eisablagerungen das ältere, stark mit Kratern übersäte Äquatorgebiet überdeckt haben. Bei Temperaturen von -200° C, welche auf der Plutooberfläche herrschen, kann sich das Eis wie Gletscherströme fortbewegen.

Informationsquelle: NASA Johns Hopkins University Applied Physics Laboratory JHUAPL, Juli 2015

Text: RAOnline

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