1 Umlaufbahn und Rotation

Pluto
Pluto ist ein Zwergplanet und das prominenteste Objekt
des Kuipergürtels. Er ist nach dem römischen Gott der
Unterwelt benannt. Das astronomische Symbol des Pluto
ist .
wie ein extrem heller Stern aus, der Pluto 164 mal so hell
wie der Vollmond die Erde beleuchtet.
Aufgrund der großen Entfernung zur Erde unterscheidet
sich die scheinbare Helligkeit zwischen Opposition und
Konjunktion
nur um 0,1 mag. Hingegen verändert die exPluto ist kleiner als der Erdmond (er hat etwa ein
zentrische
Bahn
die scheinbare Helligkeit zwischen 13,65
Drittel des Volumens des Erdmondes) und bewegt sich
mag
und
16,3
mag,
was 2,65 mag Differenz entspricht.
auf einer noch elliptischeren Bahn als Merkur um die
Sonne. Von seiner Entdeckung am 18. Februar 1930
bis zur Neudefinition des Begriffs „Planet“ am 24. August 2006 durch die Internationale Astronomische UniQ
on (IAU) galt er als der neunte und äußerste Planet
q
des Sonnensystems. In der Folge wurde Pluto von der
Pluto
IAU mit der Kleinplanetennummer 134340 versehen, sodass seine vollständige offizielle Bezeichnung nunmehr
(134340) Pluto ist. Ferner wurden nach Pluto die neudefinierten Klassen der Plutoiden und der Plutinos benannt.
2014 wurde debattiert, Pluto wieder den Planetenstatus
Neptune
zu verleihen.[3]
Im Januar 2006 wurde mit New Horizons erstmals eine
Raumsonde zu Pluto ausgesandt. Es ist geplant, die Sonde im Juli 2015 in 9600 Kilometern Entfernung an Pluto
und in 27.000 Kilometern Entfernung an dessen Mond
Charon vorbeifliegen zu lassen.
q
Q
30
1
1.1
Umlaufbahn und Rotation
20
10
0
10
20
30
[AU]
Die Bahn von Pluto (rot) im Vergleich zu der von Neptun (blau),
Objektgrößen nicht maßstabsgerecht
Bahn
Auffällig ist, dass Pluto in der Zeit, in der sich Neptun
drei Mal um die Sonne bewegt, zwei Mal um die Sonne
Pluto benötigt für eine Sonnenumrundung 247,68 Jahre.
Im Vergleich zu den Planeten ist die Umlaufbahn Plutos läuft. Man spricht daher von einer 3:2-Bahnresonanz.
deutlich exzentrischer, mit einer numerischen Exzentri- Pluto galt aufgrund seiner geringen Größe und seiner auszität von 0,2488. Das heißt, der Abstand zur Sonne ist bis geprägt exzentrischen, mit 17° stark gegen die Ekliptik
zu 24,88 Prozent kleiner oder größer als die große Hal- geneigten Bahn lange Zeit – bis zu der Entdeckung vieler
bachse.
anderer, ähnlicher Objekte – als ein entwichener Mond
Der sonnenfernste Punkt der Plutobahn, das Aphel, liegt des Neptun. Der große Neptunmond Triton soll von Nepbei 49,305 AE, während der sonnennächste Punkt, das tun eingefangen worden sein und dabei das ursprüngliche
Perihel, mit 29,658 AE näher an der Sonne liegt als die Mondsystem beträchtlich gestört haben: Pluto sei hiersehr wenig exzentrische Bahn Neptuns. Zum letzten Mal durch aus dem Neptunsystem herauskatapultiert worden
durchlief Pluto diesen Bereich, in dem er der Sonne nä- und die erhebliche Bahnexzentrizität des Neptunmonher ist als die Neptunbahn, vom 7. Februar 1979 bis zum des Nereid sei entstanden. Für das Einfangen des Triton
11. Februar 1999. Das Perihel passierte Pluto 1989. Sein spricht dessen rückläufiger Umlaufsinn.
Die Entdeckung zahlreicher weiterer transneptunischer
Objekte am Rand des Planetensystems hat erwiesen, dass
Pluto einer der größten und jedenfalls der hellste Vertreter des Kuipergürtels ist, einer Anhäufung Tausender
Asteroiden und Kometenkerne in einer scheibenförmigen
Region hinter der Neptunbahn. Triton soll vor seinem
Aphel wird er im Jahr 2113 erreichen. Dort beträgt die
Sonnenstrahlung nur etwa 0,563 W/m². Auf der Erde ist
sie 2430 Mal so hoch. Für einen Beobachter auf Pluto wäre der scheinbare Durchmesser der Sonne nur etwa 1/50
des scheinbaren Sonnendurchmessers, den wir auf der Erde gewohnt sind. Die Sonne sähe für unseren Beobachter
1
2
2 AUFBAU
vermuteten Einfang ein Mitglied dieses Gürtels gewesen Pluto ist dem größeren und noch kälteren Triton vom
sein.
Aufbau her vermutlich sehr ähnlich. Er ist von gleiViele der Kuipergürtelobjekte befinden sich wie cher Dichte, besitzt eine sehr dünne Atmosphäre aus
Pluto in einer 3:2-Bahnresonanz mit Neptun und Stickstoff, ist ebenso von einer eher rötlichen Färwerden als Plutinos bezeichnet. Mit Methoden der bung, hat wahrscheinlich Polkappen und in Richtung des
Himmelsmechanik kann man zeigen, dass deren ty- Äquators herrschen dunklere Gebiete vor. Seine Oberfläpischerweise sehr exzentrische Umlaufbahnen über che zeigt nach der des Saturnmondes Iapetus unter allen
übrigen Körpern des Sonnensystems die größten KontrasJahrmillionen stabil sind.
te. Das erklärt die ausgeprägten Helligkeitsschwankungen, die schon von 1985 bis 1990 bei Verfinsterungen
durch seinen großen Mond Charon gemessen wurden.
1.2 Rotation
Die äußeren Schichten bestehen vermutlich aus lockerem
Gestein mit einem hohen Anteil an Eis. Im Inneren hat
Pluto wahrscheinlich einen von einem Eismantel umgebenen Gesteinskern, der etwa 70 % der Gesamtmasse
ausmacht.
Im Juli 2005 konnte erstmals die thermische Emission
von Pluto und seinem großen und nahen Mond getrennt
gemessen werden. Dabei hat sich gezeigt, dass die Oberfläche von Pluto mit −230 °C um 10 °C kälter ist, als es
einem reinen Strahlungsgleichgewicht entsprechen würde. Der Grund dafür ist die Ausbildung der Atmosphäre,
durch deren Sublimation Verdunstungskälte entsteht.
2.2 Atmosphäre
Pluto in Rotation, computerberechnete Einzelbilder
[4]
Pluto rotiert in 6,387 Tagen einmal um die eigene Achse.
Die Äquatorebene ist um 122,53° gegen die Bahnebene
geneigt, somit rotiert Pluto rückläufig. Seine Drehachse
ist damit noch stärker geneigt als die des Uranus, aber
im Unterschied zum Uranus und zur Venus ist der Grund
dafür allgemein ersichtlich, ebenso die Ursache für Plutos ziemlich große Rotationsperiode, denn die Eigendrehung des Zwergplaneten ist durch die Gezeitenkräfte an
die Umlaufbewegung seines sehr großen Mondes Charon
gebunden. Damit sind Pluto und Charon die einzigen bisher bekannten Körper im Sonnensystem mit einer doppelt
gebundenen Rotation.
2
2.1
Aufbau
Physikalischer Aufbau
Über Pluto selbst ist nur wenig bekannt, da es von ihm
noch keine Nahaufnahmen gibt. Mit einem Durchmesser
von lediglich 2310 Kilometern ist er deutlich kleiner als
die sieben größten Monde im Sonnensystem. Seine mittlere Dichte von rund 2 g/cm³ spricht für eine Zusammensetzung aus zirka 70 % Gestein und 30 % Wassereis.
Plutos sehr dünne Atmosphäre besteht zum größten
Teil aus Stickstoff, zum zweitgrößten Teil aus etwas
Kohlenmonoxid und zirka 0,5 % Methan.[5][6][7] Nach
Messungen am James Clerk Maxwell Telescope ist die
Atmosphäre im Jahr 2011 3000 km hoch und das in
ihr enthaltene Kohlenstoffmonoxid −220 °C kalt. Zuvor
nahm man an, die Atmosphäre wäre 100 km hoch.[8][9]
Ihr Druck an Plutos Oberfläche beträgt laut der USWeltraumbehörde NASA etwa 0,3 Pascal und laut der
Europäischen Südsternwarte (ESO) um 1,5 Pascal. Die
Annahme, dass die Atmosphäre nach der Passage des
sonnennäheren Bahnbereiches bald ausfrieren würde,
konnte bislang nicht bestätigt werden. Aus dem Vergleich
spektroskopischer Messungen von 1988 und 2002 ist sogar eine geringe Ausdehnung der Gashülle abzuleiten.
Wie die ESO am 2. März 2009 mitteilte, herrscht auf Pluto größtenteils eine durch das Methan in der Atmosphäre
verursachte Inversionswetterlage, wodurch die Temperatur um 3 Grad bis 15 Grad je Höhenkilometer zunimmt.
In der unteren Atmosphäre beträgt die Temperatur −180
°C und in der oberen Atmosphäre −170 °C, während sie
am Boden nur zirka −220 °C beträgt. Es wird vermutet,
dass zu diesem niedrigen Wert der Bodentemperatur Verdunstungskälte durch Methan beiträgt, das vom festen in
den gasförmigen Zustand übergeht.[10][6]
3.1
Charon
3
Orbite der 4 Objekte im Plutosystem in Bezug auf
das Baryzentrum, wie es von der Erde aus zu sehen ist
3
Offset Deklination (in Bogensekunden)
N
O
2
Nix
Nix
18. Mai 15. Mai
2005 2005
Hydra
18. Mai
2005
Charon
18. Mai 2005
1
Orbit
Pluto
0
Baryzentrum
Hydra
15. Mai
2005
Charon
15. Mai 2005
-1
20 000 Kilometer
-2
Die Bahnen der fünf entdeckten Monde um Pluto
-3
3
2
1
0
-1
-2
-3
Offset Rektaszension (in Bogensekunden)
Die Objektdurchmesser geben die Messungenauigkeit wieder.
Credit: Nasa, ESA, W.J. Merline (SwRI),
and the Pluto Companion Search Team
Die Bahnen von Pluto, Charon, Nix und Hydra um das Baryzentrum des Systems
rund 2:1 auch als Doppelplanet bezeichnet. Bedingt durch
das Masseverhältnis von gut 8:1 und einen hinreichend
großen Abstand liegt der gemeinsame Schwerpunkt, das
Baryzentrum des Systems, außerhalb des Hauptkörpers.
Damit umkreisen sich Charon und Pluto gegenseitig.
Die große Halbachse der Umlaufbahn von Charon, also
der mittlere Bahnradius seines Massezentrums vom gemeinsamen Schwerpunkt, misst 19.405 Kilometer. Entsprechend dem Masseanteil von Pluto beträgt dessen analoger Abstand zum Baryzentrum umgekehrt proportional gut ein Achtel davon, also etwa 2360 Kilometer. Damit ist die Distanz der Oberfläche von Pluto zum Baryzentrum mit rund 1200 Kilometern etwa so groß wie
sein Körperradius. Die Satellitenbahn von Charon ist fast
kreisrund und liegt wahrscheinlich genau in Plutos Äquatorebene. Im Vergleich dazu besitzen die Erde und der
Mond ein Masseverhältnis von 81:1, und der gemeinsame Erde-Mond-Schwerpunkt befindet sich 4700 Kilometer abseits des Erdzentrums beziehungsweise etwa 1650
Kilometer unterhalb der Erdoberfläche.
Pluto, sein Mond Charon und die beiden kleinen Trabanten Nix
und Hydra
Auch Charon zeigt eine – für einen Mond typische –
gebundene Rotation, deren Periode seiner Umlaufperiode entspricht. Die gegenseitig gebundene Rotation des
Satelliten und seines Hauptkörpers wird mitunter auch
3 Monde
Hantelrotation genannt und ist im Sonnensystem bisher
Pluto hat fünf bekannte Monde. Ihre Umlaufbahnen nur zwischen Pluto und Charon erwiesen. Die Körper hasind annähernd kreisförmig und zueinander komplanar. ben ihre Eigenrotation aufgrund der Gezeitenkräfte geSie liegen in Plutos Äquatorebene, aber nicht in seiner genseitig so weit abgebremst, dass sich beide während eines Umlaufs umeinander auch genau einmal um ihre eiBahnebene.
gene Achse drehen. Sie wenden daher einander immer
die gleiche Seite zu. Unter Paaren von annähernd gleich
großen Asteroiden ist solch eine Synchronrotation wahr3.1 Charon
scheinlich relativ häufig.
Plutos größter Begleiter Charon hat einen Durchmesser
von 1207 Kilometern und ist damit im Vergleich zu Pluto
sehr groß. Das System Pluto-Charon wurde früher aufgrund dieses ungewöhnlichen Größenverhältnisses von
Zur Erklärung des Ursprungs eines so verhältnismäßig
großen Mondes erscheint nach derzeitigem Kenntnisstand analog zu der Entstehung des Erdmondes die
Kollisionshypothese am plausibelsten.
4
3.2
4 ERFORSCHUNG
Nix und Hydra
Die Durchmesser der Monde Nix und Hydra konnten
bisher nur aufgrund ihrer gemessenen Helligkeiten geschätzt werden. Je nach angenommener Albedo ergeben
sich Werte zwischen rund 40 und 160 Kilometer. Sie
umlaufen Pluto auf nahezu kreisförmigen Umlaufbahnen
und in einer gemeinsamen Bahnebene mit Charon in einer Entfernung von etwa 65.000 beziehungsweise 50.000
Kilometern. Ihre Umlaufzeiten sind zu der des großen
Mondes annähernd resonant; Während Charon den Pluto
zwölf Mal umrundet, wird Pluto von Hydra in derselben
Zeitspanne ziemlich genau zwei Mal und von Nix ungefähr drei Mal umkreist. Im Unterschied zum rötlicheren
Pluto haben die kleinen Trabanten anscheinend die gleiche neutrale graue Farbe wie Charon.
Die beiden Trabanten wurden durch Beobachtungen mit
dem Hubble-Weltraumteleskop im Jahr 2005 entdeckt;
dies teilte die NASA am 31. Oktober 2005 mit. Durch
erneute Hubble-Beobachtungen im Februar 2006 wurde
die Entdeckung bestätigt. Sie trugen zunächst die vorläufigen Bezeichnungen S/2005 P1 und S/2005 P2, bis sie im
Juni 2006 durch die Internationale Astronomische Union
(IAU) die Namen Hydra und Nix erhielten.
Nach der Entdeckung der Kleintrabanten wird die Entstehung von Charon nun zusammen mit diesen beiden
verstärkt durch eine Kollision von Pluto mit einem anderen plutogroßen Kuipergürtelobjekt diskutiert. Für eine
gemeinsame Entstehung aller Plutomonde sprechen die
komplanaren Bahnen mit den annähernd resonanten Umlaufzeiten sowie die einheitlich gefärbten Oberflächen.
Bei einem Einfang wäre eher eine unterschiedliche Färbung zu erwarten gewesen.
Pluto und seine Monde sind im Kuipergürtel einem dauernden Bombardement von Minimeteoriten ausgesetzt,
die Staub- und Eispartikel aus den Oberflächen herausschlagen. Während die Gravitation von Pluto und Charon
dafür sorgt, dass alle Trümmerstücke auf die Himmelskörper zurückfallen, reicht die Anziehungskraft der neu
entdeckten Monde dafür nicht aus. Daher vermuten die
Wissenschaftler, dass die kleinen Monde in astronomischen Zeiträumen durch weitere Einschläge so viel Material verlieren, dass dieses allmählich einen Staubring um
Pluto bilden wird.
3.3 Kerberos
Kerberos hat eine geschätzte Größe von 14 bis 40 km.
Damit ist er der zweitkleinste bekannte Mond Plutos. Der
Mond war auf einem am 28. Juni 2011 mit der „Hubble’s Wide Field Camera 3“ aufgenommenen Foto[11]
entdeckt worden und konnte auf weiteren Aufnahmen
vom 3. und 18. Juli 2011 bestätigt werden. Auf früheren Aufnahmen war der Himmelskörper nicht sichtbar, da diese mit kürzerer Belichtungszeit aufgenommen
worden waren.[12][13] Am 20. Juli 2011 gab die NASA
seine Entdeckung noch unter dem vorläufigen Namen
„S/2011 (134340) 1“ oder auch „P4“ bekannt. Der Trabant (der vierte Plutomond) wurde mit Hilfe des Hubble
Space Telescopes bei der Suche nach eventuell vorhandenen Planetenringen entdeckt. Die International Astronomical Union verlieh dem Mond im Juli 2013 den Namen „Kerberos“ nach dem Höllenhund Kerberos aus der
griechischen Mythologie.[14][15]
3.4 Styx
Styx hat eine unregelmäßige Form und seine Größe wird
auf 10 bis 25 km geschätzt. Seine Umlaufbahn verläuft
zwischen Charon und Nix auf 42000 km (± 2000 km).[16]
Ein Jahr nach der Entdeckung des vierten Plutomondes
gab ein Forscherteam am 11. Juli 2012 den mit Hilfe des
Hubble-Weltraumteleskops entdeckten fünften Mond bekannt. Dieser erhielt die vorläufige Bezeichnung „S/2012
(134340) 1“ oder auch „P5“. Die International Astronomical Union verlieh dem Mond im Juli 2013 den Namen „Styx“ nach dem Fluss Styx, der in der griechischen
Mythologie die Welt der Lebenden von der der Toten
trennt.[14][15]
4 Erforschung
4.1 Erdgebundene Erforschung
Die Entdeckungsgeschichte des Pluto ähnelt in gewisser Weise der des gut 83 Jahre zuvor gefundenen
Neptun. Beide Himmelskörper wurden aufgrund von
Bahnstörungen von Nachbarplaneten rechnerisch vorhergesagt und dann an den daraus hergeleiteten Bahnpositionen gesucht. Der hypothetische neunte Planet wurde
Die Entdeckung weiterer Plutomonde kam unerwartet, für kleine Bahnabweichungen der Planeten Neptun und
da jenseits des Neptuns bis dahin kein Himmelskör- Uranus verantwortlich gemacht.
per mit mehr als einem Satelliten beobachtet worden Pluto wurde am 18. Februar 1930 durch das Lowellwar, jedoch wurde bereits einen Monat später auch bei Observatorium in Flagstaff, Arizona durch Vergleiche
(136108) Haumea ein zweiter Mond gefunden. Da Plu- einiger Himmelsaufnahmen am Blinkkomparator nach
to und Charon mit einiger Berechtigung auch als Dop- rund 25-jähriger Suche entdeckt, allerdings nicht an gepel(zwerg)planet aufgefasst werden können, kann man nau der vorausgesagten Position. Der junge Entdecker
Nix und Hydra auch als ersten Nachweis für zirkumbinä- Clyde Tombaugh war erst kurz zuvor für die fotografische
re Satelliten mit stabilen Bahnen in einem Doppelsystem Suche nach dem legendären Transneptun angestellt worden. Der Marsforscher Percival Lowell hatte seit 1905
sehen.
4.1
Erdgebundene Erforschung
5
selbst nach einem solchen Himmelskörper gesucht und
das Lowell-Observatorium auf einem Berg bei Flagstaff
finanziert. Wie sich später herausstellte, war auf zwei der
fotografischen Platten, die Lowell 1915 angefertigt hatte, Pluto bereits zu erkennen. Da Lowell aber nach einem
viel helleren Objekt Ausschau hielt, war ihm diese Entdeckung entgangen.
Die Entdeckung wurde der äußerst interessierten Öffentlichkeit am 13. März 1930 verkündet, dem 149. Jahrestag
der Entdeckung des Uranus durch William Herschel 1781
und dem 75. Geburtstag von Percival Lowell, der bereits
1916 verstorben war.
Eine erste Karte des Pluto
Nun suchte man nach einem passenden Namen.
Das Vorrecht der Namensgebung lag beim LowellObservatorium. Dort traf recht bald eine große Menge messen. Daher tauchten bald Zweifel auf, ob seine
an Vorschlägen ein. Der Name des Herrschers der Gravitationswirkung für die Bahnstörungen verantwortUnterwelt für diesen Himmelskörper so fern der Son- lich sein könne.
ne wurde von Venetia Burney vorgeschlagen, einem
Also wurden die Nachforschungen nach dem störenden
elfjährigen Mädchen aus Oxford, das sich sehr für
„Planeten X“ schon bald fortgesetzt – als Suche nach eiklassische Mythologie interessierte. Von der Meldung
nem „Transpluto“ – unter anderem von Clyde Tombaugh
über die Entdeckung und Namenssuche in der „Times“
selbst. Mit der Entwicklung leistungsstarker Teleskope
erfuhr sie durch ihren Großvater, Falconer Madan, schon
mussten Durchmesser und Masse des Pluto kontinuieram Morgen nach der Entdeckungverkündung. Er war
lich nach unten revidiert werden, zunächst um 1950 nach
pensionierter Bibliothekar der Bodleian Library und
Messungen der Sternwarte Mount Palomar auf halbe Erdfand ihren Vorschlag so gut, dass er davon Herbert Hall
größe. Bald scherzte man, dass Pluto bei Extrapolation
Turner, einem befreundeten Astronomen und Professor
der Messwerte wohl bald völlig verschwinden werde. Unfür Astronomie an der Universität Oxford erzählte.
konventionelle Theorien wurden postuliert: Pluto sei in
Über diesen gelangte er per Telegramm am 15. März
Wirklichkeit groß, man sehe aber nur einen kleinen, helan das Lowell-Observatorium, wo er im Mai desselben
len Fleck auf der Oberfläche. Der Astronom Fred WhippJahres angenommen wurde. Nach dem Reglement der
le errechnete erstmals eine genaue Umlaufbahn. Dazu
IAU hatte die Namensgebung nach mythologischen
konnten Fotoplatten herangezogen werden, auf denen
Gesichtspunkten zu erfolgen.
sich Pluto bis in das Jahr 1908 zurückverfolgen ließ. Die
Venetias Großonkel Henry Madan, Science Master am Entdeckung des Mondes Charon im Jahr 1978 ermögEton College, hatte schon die Namen Phobos und Deimos lichte dann eine genaue Massebestimmung mittels der
für die Monde des Mars vorgeschlagen. Der Namensvor- Gravitationsdynamik des Systems. Von 1985 bis 1990
schlag Pluto für den gesuchten neunten Planeten kam erst- kam es zu wechselseitigen Bedeckungen zwischen den
mals bereits 1919 von dem französischen Astronomen P. beiden, mit denen der Durchmesser von Pluto schließlich
Reynaud, doch daran konnte sich 1930 niemand mehr er- auf 2390 Kilometer bestimmt werden konnte.
innern. Bei dieser Namenswahl dürfte auch eine Rolle
Jüngere Messungen mit adaptiver Optik, mit dem
gespielt haben, dass sich das astronomische Symbol aus
Hubble-Teleskop und bei Bedeckungen von Sternen haden Initialen Lowells zusammensetzen ließ. Zuvor war
ben Werte von zirka 2280 bis 2320 Kilometer ergeben.
von seiner Witwe schon Percival, Lowell und sogar ConGenauere Daten sind erst von der Raumsonde New Hostance (ihr eigener Name) vorgeschlagen worden. Nach
rizons zu erwarten, die 2015 an Pluto vorbeifliegen soll.
dem Planeten Pluto wurde auch Micky Maus’ Haushund
Pluto genannt, der im August 1930 seinen ersten Auftritt Wegen seiner Helligkeit wurde Pluto mehr als 60 Jahre früher entdeckt als andere, sehr dunkle Transneptune.
hatte.[17]
Über die seinerzeit festgestellten Bahnabweichungen von
1941 wurde in Fortsetzung der mit den chemischen EleNeptun und Uranus wird mittlerweile vermutet, dass sie
menten Uran und Neptunium begonnenen Reihe das 94.
nur durch eine kleine, unvermeidliche Messabweichung
und damals letzte bekannte Element nach dem zu dieser
vorgetäuscht wurden. Außerdem wurde die Masse von
Zeit letzten Planeten als Plutonium benannt.
Neptun vor dem Vorbeiflug von Voyager 2 falsch eingeAus der beobachteten scheinbaren Helligkeit Plutos (15 schätzt. Nachdem die genaue Masse von Neptun bekannt
mag) und einer plausiblen Annahme für seine Albedo, ist, können die Bahnen der äußeren Planeten gut erklärt
seinem Rückstrahlungsvermögen, schloss man, dass der werden. Es besteht keine Notwendigkeit, einen weiteren
neue Himmelskörper etwa Erdgröße habe. Anderer- zusätzlichen Planeten X zu postulieren.
seits war es zunächst auch in großen Fernrohren unKombinationen von Aufnahmen des Hubble Weltraumtemöglich, seinen Durchmesser direkt mikrometrisch zu
leskops zeigen, dass Plutos Nordhemisphäre in den Jah-
6
5 DEBATTE UM PLANETENSTATUS UND ABERKENNUNG
ren 2002 und 2003 heller geworden ist und der Zwerg- schnell starten sollte, damit Pluto erreicht werde, bevor
planet insgesamt rötlicher wirkt.[18]
seine dünne Atmosphäre ausfriert. Dies hängt damit zusammen, dass seine Umlaufbahn stark elliptisch ist und
er sich seit der Passage seines sonnennächsten Bahnpunk4.2 Erforschung mit Raumsonden
tes im Jahr 1989 wieder von der Sonne entfernt. Erst im
Jahr 2247 wird Pluto erneut in größter Sonnennähe sein.
Doch die ersten Konzepte dieser Mission scheiterten an
technischen Schwierigkeiten sowie an mangelnder Finanzierung.
→ Hauptartikel: New Horizons
2001 wurde die Mission New Horizons begonnen. Ihr
Start erfolgte am 19. Januar 2006. Die geplante Flugdauer der Sonde von New Horizons beträgt etwa 9,5 Jahre. Der Vorbeiflug an Pluto und Charon soll am 14. Juli
2015 stattfinden. Die Beobachtungen des Pluto-CharonSystems beginnen etwa 150 Tage vor der größten Annäherung. Etwa 120 Tage vor dem Vorbeiflug werden die
ersten Bilder erwartet. 90 Tage vor der Ankunft werden
die Aufnahmen der Sonde das Auflösungsvermögen des
Hubble-Weltraumteleskops übertreffen. Es sollen
• globale Karten des Zwergplaneten und seines Mondes erstellt,
• Hochauflösungsfotos mit bis zu 25 m pro Pixel Auflösung gewonnen,
• die Temperaturverteilung gemessen und
• die Atmosphäre des Pluto studiert werden.
New Horizons startete am 19. Januar 2006 um 20:00 Uhr MEZ
zum Pluto
Geplant ist, die Sonde in 9600 Kilometer Entfernung an
Pluto und in 27.000 Kilometer Entfernung an Charon
vorbeifliegen zu lassen. Allerdings sind dies nur Zielparameter, die leicht während des Flugs geändert werden können. Zwei Wochen nach der größten Annäherung werden die Beobachtungen beendet. Dann beginnt die Sonde die während der Passage gesammelten Daten zur Erde
zu übermitteln. Da die Übertragungsrate über diese Entfernung sehr gering ist, werden einige Monate vergehen,
bevor alle Daten auf der Erde eingetroffen sind.
5 Debatte um Planetenstatus und
Aberkennung
Die Plutosonde New Horizons bei den Startvorbereitungen
Die NASA plante bereits seit Anfang der 1990er Jahre
unter dem Namen Pluto Fast Flyby, später Pluto Kuiper
Express, eine Mission zum Pluto. Diese sollte unter Leitung des Southwest Research Institute durchgeführt werden. Dabei wurde betont, dass eine Mission möglichst
Vergleich der größten transneptunischen Objekte. Um
zum entsprechenden Artikel zu kommen, auf das Objekt
klicken (große Darstellung).
Die Diskussion darüber, ob Pluto überhaupt die Bezeichnung „Planet“ verdiene, begann bereits, als man außer
seiner stark elliptischen und sehr geneigten Umlaufbahn
auch seine geringere Größe erkannt hatte. Nachdem im
September 1992 mit 1992 QB1 nach Pluto und Charon
7
das dritte transneptunische Objekt gefunden wurde, entdeckten die Astronomen ein Jahr später binnen vier Tagen auch vier weitere Plutinos. Damit steigerte sich die
Debatte um Plutos Status. Der Vorschlag von Brian Marsden vom MPC aus dem Jahre 1998, Pluto einen Doppelstatus zu verleihen und ihn zusätzlich als Asteroiden
mit der herausragenden Nummer 10000 einzuordnen, um
dadurch einer durch Neuentdeckungen sich ständig ändernden Planetenanzahl vorzubeugen, fand keine Zustimmung.
Im Laufe der Zeit wurden Hunderte weitere Objekte
des Kuipergürtels entdeckt, darunter auch manche von
plutoähnlicher Größe. Solch herausragende Entdeckungen, wie vor allem (136199) Eris wurden von den Medien häufig als „zehnter Planet“ bezeichnet. Mit der ersten wissenschaftlichen Begriffsbestimmung eines Planeten wurde zusammen mit Pluto auch keines dieser Objekte als solcher bestätigt. Stattdessen wurde von der IAU
im Jahr 2006 für derartige Körper die neue Klasse der
Zwergplaneten definiert. In Hinsicht auf Pluto als den
über Jahrzehnte gewohnten neunten Planeten hält jedoch
nach dieser Entscheidung die Kontroverse unter den Astronomen weiter an.
Abstimmung der IAU über die Planetendefinition am 23. August
2006
Die verabschiedete Definition mit dem Zusatz, nach der
ein Körper nur dann ein Planet ist, wenn seine Masse auch
die Gesamtmasse aller anderen Körper in seinem Bahnbereich übertrifft, berücksichtigt, dass Pluto seinen Bahnbereich nicht in dem Maße von anderen Körpern geräumt
hat. Als das größte Objekt der Plutinos entspricht er eher
der Rolle des Asteroiden Hilda, des größten Mitglieds der
Hilda-Gruppe. Hilda und mindestens 56 weitere Objekte
bewegen sich ein Stück außerhalb des Hauptgürtels der
Asteroiden zwischen Mars und Jupiter analog in einem
2:3-Verhältnis zur in diesem Fall längeren Umlaufzeit des
benachbarten Riesenplaneten.
Auf der 26. Generalversammlung der Internationalen Astronomischen Union im August 2006 in Prag wurde zuvor
eine etwas andere Definition ohne jenen Zusatz vorgeschlagen. Ein Planet wäre demnach schon ein Himmelskörper, dessen Masse ausreicht, um durch seine Eigengravitation eine hydrostatische Gleichgewichtsform („na-
hezu runde”, d. h. annähernd sphäroidale Form) anzunehmen, und der sich auf einer Bahn um einen Stern
befindet, selbst aber kein Stern oder Mond eines Planeten ist.[19] Demnach wäre nicht nur Pluto ein Planet gewesen, sondern auch Ceres, Charon und Eris. Charon
kam durch eine Ergänzung mit hinzu, nach der es sich
um einen Doppelplaneten handeln soll, wenn der gemeinsame Schwerpunkt außerhalb des Hauptkörpers liegt.[20]
Gleichzeitig wurde die Definition einer neuen Klasse von
Planeten vorgeschlagen, der sogenannten „Plutonen“, zu
der Planeten gehört hätten, die für einen Umlauf um den
Stern länger als 200 Jahre brauchen und zu der dann
auch Pluto gehört hätte. Dieser Vorschlag für die Planetendefinition konnte sich auf der Generalversammlung
jedoch nicht durchsetzen, sodass am 24. August 2006
durch Abstimmung die Entscheidung fiel, Pluto den Planetenstatus abzuerkennen und in die neudefinierte Klasse
der Zwergplaneten einzuordnen. Die Klasse der Plutonen
wurde zwar definiert (als Klasse, für die Pluto den Prototyp darstellt), war aber vorerst namenlos, da der Name
Plutonen wie auch andere Namensvorschläge verworfen
wurden.[21] Im Juni 2008 wurde diese namenlose Unterklasse der Zwergplaneten von der IAU als „Plutoiden“ bezeichnet, zu denen neben dem Namensgeber Pluto bisher
auch Eris zählt.
Seit September 2006 hat Pluto die Kleinplanetennummer
(134340).[22][23] Eine solche eindeutige Nummer wird
vergeben, sobald die Bahn eines Asteroiden oder Zwergplaneten durch genügend viele Beobachtungen genau
genug bekannt ist, und zwar mit dem Zweck, ihn
in einer späteren Sichtbarkeit anhand der durch seine
Bahnelemente erhaltenen Ephemeriden wieder aufzufinden. Plutos Bahn ist zwar recht gut bekannt, er hatte aber
bisher noch keine Kleinplanetennummer erhalten, da er
zuvor den Planeten des Sonnensystems zugeordnet war.
Eine Liste der Zwergplaneten ist in Vorbereitung, doch
werden die Zwergplaneten voraussichtlich in zwei Listen
geführt werden, der bisherigen Asteroiden- und der neuen
Zwergplanetenliste.
Der Senat von Illinois, dem Heimatbundesstaat des PlutoEntdeckers Clyde Tombaugh, beschloss 2009 Pluto weiterhin als Planeten zu betrachten.[24]
Anfang Oktober 2014 wurde vom Harvard Smithsonian
Institut eine Debatte über Plutos Status angestoßen.[25]
6 Sichtbarkeit
→ Hauptartikel: Plutopositionen
Da Pluto am 5. September 1989 im Perihel war, entfernt
er sich seither auf seiner elliptischen Umlaufbahn von der
Sonne. Daher finden aufeinanderfolgende Oppositionen
bei immer größerer Entfernung und mit immer etwas geringerer Helligkeit des Zwergplaneten statt.
8
7
10 WEBLINKS
Einzelnachweise
[1] NASA Pluto Fact Sheet.
[2] Marc W. Buie and William M. Grundy: “Orbits and
photometry of pluto’s satellites: charon, S/2005 P1, and
S/2005 P2” (Nachweis für den Durchmesser)
[3] Will Pluto be reinstated as a [email protected],
3. Oktober 2014
[4] http://www.raumfahrer.net/news/astronomie/
08022010190641.shtml
[5] Nitrogen in Pluto’s Atmosphere. In KenCroswell.com vom
20. Juni 1992, abgerufen am 29. Juni 2013 (english).
[6] chs/ddp: Methan: Treibhausgas heizt Pluto-Atmosphäre
auf. In Spiegel online vom 4. März 2009, abgerufen am
29. Juni 2013.
[7] wbr/dpa: Atmosphäre auf Zwergplaneten: Plutos giftiger
Atem. In Spiegel online vom 24. April 2011, abgerufen
am 29. Juni 2013.
[8] Emily Baldwin: Carbon monoxide discovered in Pluto’s atmosphere. In Astronomy Now vom 19. April 2011, abgerufen am 27. April 2011.
[9] Rüdiger Vaas: Plutos giftiger Atem – Forscher weisen Kohlenmonoxid in der Atmosphäre des Zwergplaneten nach. In
Bild der Wissenschaft vom 19. April 2011, abgerufen am
29. Juni 2013.
[10] The lower atmosphere of Pluto revealed. bei eso.org vom
2. März 2009, abgerufen am 29. Juni 2013.
[11] STSci News Release: NASA’s Hubble Discovers Another
Moon Around Pluto
[12] NASA: NASA'S Hubble Discovers Another Moon
Around Pluto
[13] IAU Electronic Telegram No. 2769: NEW SATELLITE
OF (134340) PLUTO: S/2011 (134340) 1
[14] IAU: Names for New Pluto Moons Accepted by the IAU
After Public Vote
[15] Stefan Deiters: PLUTO. Neue Monde heißen Kerberos und
Styx. In: Astronews.com vom 3. Juli 2013, abgerufen am
5. Juli 2013.
[16] HubbleSite.org News Release STScI-2012-32: Hubble
Discovers a Fifth Moon Orbiting Pluto, vom 11. Juli
2012.
[17] Deutschlandradio Kalenderblatt am 18. Februar 2010
[18] spiegel.de, abgerufen am 10. Februar 2010
[19] Pressemitteilung der IAU
[22] IAU Circular 8747 (PDF; 91 kB)
[23] Discovery Circumstances: Numbered Minor Planets
(130001)–(135000)
[24] Warum gilt Pluto in Illinois noch als Planet?
Handelsblatt.com, Archivversion vom 25. Februar
2014, abgerufen am 4. November 2014.
[25] Pluto is a planet [email protected], engl., mit Animationen, auch der weiteren potentiellen „Neuen Planeten“,
abgerufen am 3. Oktober 2014
8 Siehe auch
• Liste der Entdeckungen der Planeten und ihrer
Monde
9 Literatur
• Alan Stern, Jaqueline Mitton: Pluto and Charon.
Univ. of Arizona, Tucson 1997, Wiley-VCH, Weinheim 2005 (2. erw. Aufl.). ISBN 0-8165-1840-8,
ISBN 3-527-40556-9.
• J. L. Elliot (unter anderem): The recent expansion of
Pluto’s atmosphere. In: Nature. London 2003, 424
(10. Juli), S. 165–168. ISSN 0028-0836.
• David A. Weintraub: Is Pluto a Planet? A Historical Journey through the Solar System. Princeton UP,
Princeton 2007. ISBN 0-691-12348-9.
• Leif Allendorf: Planet Pluto. Die Geheimnisse
des äußeren Sonnensystems. Avinus-Verlag, Berlin
2007. ISBN 978-3-930064-76-2.
10 Weblinks
Commons: Pluto – Album mit Bildern, Videos und
Audiodateien
Wikibooks: Pluto – Lern- und Lehrmaterialien
• Manfred Holl: Entdeckung des Planeten Pluto
• Orbit-Simulation (englisch)
• Mission der Nasa zu Pluto (englisch)
Thema Planetenstatus
[20] Resolution 5 for GA-XXVI (PDF; 92 kB). Die gültige
Planetendefinition laut Resolution B5
• Zwangsabstieg für Pluto
[21] SPIEGEL ONLINE Überraschende Entscheidung: Pluto
ist kein Planet mehr
• science.orf.at über die Aberkennung des Planetenstatus vom 24. August 2006
9
Das Sonnensystem
Normdaten (Geografikum): GND: 4198981-8 | VIAF:
246586622
10
11 TEXT- UND BILDQUELLEN, AUTOREN UND LIZENZEN
11
11.1
Text- und Bildquellen, Autoren und Lizenzen
Text
• Pluto Quelle: http://de.wikipedia.org/wiki/Pluto?oldid=135524240 Autoren: Flups, Ben-Zin, Tim, Schewek, Cfaerber, Kku, Media lib,
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11
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