Pluto

Pluto aus einer Entfernung von 768.000 Kilometern. Bild: NASA/APL/SwRI

Die Entdeckung von Pluto geht © Sternfreunde Münster letztendlich zurück auf die erste teleskopische Entdeckung eines Planeten. Vor über 220 Jahren gelang Friedrich Wilhelm Herschel eine echte Sensation: Er räumte gründlich © Sternfreunde Münster mit der seit Tausenden von Jahren vorherrschenden Meinung auf, dass es nur 6 Planeten gäbe. Er entdeckt mit einem 6-Reflektor bei 2,1m Brennweite und 227-facher Vergrößerung ein neues Objekt bei Epsilon Tau: Uranus. Allerdings stellte man schnell fest, dass seine Bahn von der errechneten etwas abwich. Nach dem Newtonschen Gravitationsgesetz müsste es einen © Sternfreunde Münster weiteren Planeten jenseits von Uranus geben, der diesen in seiner Umlaufbahn beeinflusst.

Und so begann die schon legendäre Suche © Sternfreunde Münster nach dem achten Planeten. Mehrere Mathematiker in England und Frankreich versuchten die Position dieses Planeten neu zu berechnen. Erst der Franzose Leverrier gab seine Daten an einen befreundeten Astronomen weiter, Johann Gottfried Galle in Berlin. Dieser durfte dann tatsächlich mit dem 9-Refraktor der Berliner Sternwarte suchen. Er suchte exakt nach den Angaben von Leverrier. Da er zudem eine ganz aktuelle ,,Berliner Akademische Sternkarte' zur Verfügung hatte, © Sternfreunde Münster brauchte er nicht einmal eine Stunde, um ihn, den neuen Planeten, zu entdecken. Am vorausberechneten Punkt war ein bisher unbekanntes Objekt 8. Größe. Am 23.09.1846 wurde der neue Planet offiziell. Sein Name: Neptun. Als man wenig später noch den Neptunmond Triton entdeckte, konnte man genauere Berechnungen der Bahnen vornehmen.

Und wieder entdeckten die damaligen Himmelsmechaniker geringfügige Bahnabweichungen, die nicht durch Störungen bekannter Planeten erklärbar waren. © Sternfreunde Münster Somit wurde die Suche nach dem Transneptun-Objekt, dem neunten Planeten ausgelöst. Bereits 1850 glaubte man, diesen gefunden zu haben. Aber alle Versuche entpuppten sich als Fehlschläge. Es wurde viel gerechnet und vorhergesagt. Aber gefunden und gesichtet © Sternfreunde Münster wurde nichts! Erst mit Percival Lowell, einem finanzstarken Hobbyastronomen, kam wieder Leben in die Suche. Er versuchte, diesen 'Planeten X', wie er ihn nannte, auf fotographischem Wege zu finden. Mit einem 28cm-Refraktor erstellte er in seiner eigenen Sternwarte, dem 1894 erbauten und später nach ihm benannten Observatorium in Flagstaff, Arizona, viele Fotoplatten der © Sternfreunde Münster vorausberechneten Himmelsgegenden. Mit einem einfachen Vergrößerungsglas verglich er Fotoplatten gleicher Areale zu verschiedenen Aufnahmezeitpunkten. Er suchte nach Lichtpunkten, die sich ein Stück weiterbewegt hatten. Zeit seines Lebens war er richtig versessen darauf, © Sternfreunde Münster als erster den neuen Planeten zu finden. Er starb © Sternfreunde Münster bereits 1916, ohne seinen Lebenstraum erfüllt zu haben. Seine Suchmethodik wurde aber fortgesetzt.

Es war aber die Suche nach der Nadel im Heuhaufen. © Sternfreunde Münster Lowell selbst beschrieb während einer Vorlesung an der Treptower Sternwarte in Berlin die enormen Suchprobleme: Nach seinen Berechnungen ist der Planet X etwa 50.000 © Sternfreunde Münster mal kleiner als die Sonnenmasse, nur 13mag hell und er müsste etwa 6700 Milliarden Kilometer entfernt sein. Daher dürfte Planet X auch in den damals größten Teleskopen nur als kleiner Punkt zu sehen gewesen sein. Damit lag Lowell gar nicht so verkehrt, auch wenn das © Sternfreunde Münster Himmelsareal von ihm nicht genau genug bestimmt werden konnte. Über 13 Jahre später war es dann soweit: Clyde W. Tombaugh bewarb sich erfolgreich am Lowell-Observatorium in Flagstaff und bekam den Job. Er sollte mit einem 33cm-Astrographen nach dem Planeten hinter dem Neptun Ausschau halten. Zudem hatte er das Glück, einen dieser neuen Blinkkomparatoren benutzen zu können, © Sternfreunde Münster mit dem man relativ schnell beim Vergleich von zwei Fotoplatten ein sich weiterbewegtes Objekt durch Aufblinken identifizieren kann.

Tombaugh arbeitete sehr systematisch. Er durchforstete die Tierkreissternbilder von den Fischen über Widder und Stier bis zu den Zwillingen. Zudem fotografierte er diese Gebiete nur dann, wenn sie sich gegenüber der Sonne befanden. So erzielte er bessere fotografische © Sternfreunde Münster Ergebnisse als seinerzeit P. Lowell und hoffte dadurch schneller zu einem Ergebnis zu kommen. Er fabrizierte zahlreiche äußerst zerbrechliche 35x43cm große gläserne Fotoplatten. Die Auswertung gestaltete sich zusätzlich schwierig, weil die chemische Bearbeitung teilweise Probleme machte: Es gab versehentliche Silberablagerungen, und kleine Schmutzpartikel © Sternfreunde Münster verfälschten die Bilder.

Am 18.02.1930 verglich er zwei Fotoplatten vom 23. und 29. Januar 1930. Und tatsächlich: Da blinkte etwas: 15mag, nahe dem Stern 8 Geminorum! Eine weitere © Sternfreunde Münster Platte bestätigte, dass sich hier ein kleiner Lichtpunkt mit 70 pro Tag über den Himmel bewegte. Ein Asteroid konnte ausgeschlossen werden. Dieser hätte sich deutlich schneller bewegen müssen. Ein Komet konnte es auch nicht sein, dafür war dieses neue Objekt zu punktförmig. Planet X war gefunden! Die Entdeckung wurde am 13. März 1930 an die astronomische Zentralstelle in © Sternfreunde Münster Kopenhagen weitergeleitet, genau 149 Jahre nach der Entdeckung des Uranus und am 75. Geburtstag von Percival Lowell.

Am 14.3.1930 bereits erschien der Bericht in der © Sternfreunde Münster Times. Es wurde noch ein Name gesucht. Ein 11jähriges Mädchen aus Oxford, Venetia Burney, die sich sehr für klassische Mythologie interessierte, machte den Vorschlag 'Pluto'. Ihr Großvater fand den Vorschlag so gut, dass er diesen sofort an einen befreundeten © Sternfreunde Münster Astronomieprofessor an der Uni Oxford weiterleitete. Per Telegramm wurde dieser Name dann an das Lowell-Observatorium übermittelt. Im Mai wurde dann Pluto als Name des Planeten X angenommen. Mitentscheidend war sicherlich auch, dass man bei © Sternfreunde Münster Pluto und dem daraus entwickelten Planetensymbol die Initialen von Percival Lowell (PL) gut einbinden konnte. Obwohl Pluto nur 5° von der vorausberechneten Position © Sternfreunde Münster gefunden wurde, ist die Entdeckung mit Hilfe systematisch durchsuchter Fotoplatten wohl purer Zufall gewesen.

Als sehr schwierig stellte sich dann heraus, die physikalischen Eigenschaften von Pluto zu bestimmen. Die enorme Entfernung ließ zunächst nur große Ungenauigkeiten zu. Erwartet hatte man einen Planeten mit einem Durchmesser von 50.000 km. Seine anfangs auf © Sternfreunde Münster über 10.000 km Durchmesser geschätzte Größe schrumpfte immer weiter auf die heute gültige von ca. 2300 km. Pluto ist so klein, dass 7 Monde unseres Sonnensystems größer sind. Seine Schwerkraft ist im Vergleich zur Erde so viel schwächer, dass eine 75kg-Person dort nur 3 kg wiegen würde. Man wollte diese Schrumpfung gar nicht so recht wahrhaben. Es gab damals sogar eine sehr © Sternfreunde Münster unkonventionelle Theorie, dass man auf dem Pluto nur eine helle Stelle sehen könne. Der dunkle Rest sei bedeutend größer! Den Fachleuten wurde aber sehr schnell klar, © Sternfreunde Münster dass dieser kleine Planet niemals in der Lage war, die Bahn von Neptun messbar zu beeinflussen. Diese offen gebliebene Frage konnte nicht geklärt werden, sodass man noch lange der These hinterher hing, es müsse noch einen weiteren, 10. Planeten geben. Erst die © Sternfreunde Münster Vermessung von Neptun beim Vorbeiflug von Voyager 2 ergab eine sehr genaue Massenangabe des Neptun, sodass man seine Bahndaten neu berechnen konnte. Somit stimmt die Bahnbewegung nun sehr genau mit den berechneten Daten überein, sodass man die Suche nach Planet 10 aufgeben konnte.

1978 gab es dann eine sensationelle Entdeckung: Jim Christy wollte eigentlich nur den Orbit von Pluto noch einmal sehr genau nachmessen und bediente sich dabei der besten erstellten Aufnahmen des Planeten. Dabei entdeckte er eine eigenartige Ausbuchtung © Sternfreunde Münster am Plutorand, die sich in genau 6,9 Tagen einmal um Pluto drehte. Das konnte nur ein Begleiter sein. Pluto hatte einen Mond bekommen. Sein Name: Charon. Mitte der 80er Jahre konnte wir von der Erde genau auf die Kante der Charon-Bahn sehen und es kam zu gegenseitigen © Sternfreunde Münster Bedeckungen von Pluto und Charon. Somit konnte sehr genau die Helligkeiten, die Massen, die Größen und die Entfernungen bestimmt werden. Charon ist mit 1213 km Durchmesser mehr als halb so groß wie Pluto und er hat immerhin ein Achtel seiner Masse. Eigentlich kein echter Mond, © Sternfreunde Münster sondern eher ein 'Doppelplanetensystem.' 1988 bedeckte Pluto einen Stern. Da der Stern nicht augenblicklich ausgeknipst wurde, schloss man auf eine dünne Atmosphäre (3 Millionstel% der Erdatmosphäre), die vor allem aus einem hohen Stickstoffgehalt besteht. Auch Charon bedeckte 2005 einen Stern. Ergebnis: Charon hat keine Atmosphäre. Im Sonnensystem gibt es kein vergleichbares Paar. Sie kreisen um einen gemeinsamen Schwerpunkt, der immerhin 1170 km außerhalb der Pluto-Oberfläche liegt. Und dann schauen sich die beiden salopp gesagt immer in die Augen. Sie haben sich gegenseitig so © Sternfreunde Münster abgebremst, dass sie sich immer die gleichen Seiten zeigen. Diese doppelt gebundene Rotation kann man sich am besten vorstellen wie zwei große unterschiedliche © Sternfreunde Münster Kugeln, die fest auf einer Stange montiert sind und die sich dabei um einen gemeinsamen Schwerpunkt drehen.

Am 31.10.2005 gab es die nächste Sensation. © Sternfreunde Münster Das HST konnte zeigen, dass Pluto zwei weitere Monde besitzt: Nix und Hydra, die sich in etwa 44.000 km um den Pluto bewegen und bei Größen von ca. 60km bzw. 200 km etwa 5000x lichtschwächer sind als Pluto! Anfang 2006 wurde diese Entdeckung bestätigt. Diese drei Begleiter scheinen zur gleichen Zeit entstanden zu sein: Sie laufen synchron. Wenn Charon Pluto 12x umkreist hat, schaffen in genau der gleichen Zeit Nix 2 und Hydra 3 Umläufe! © Sternfreunde Münster Pluto reflektiert immerhin 60% des Sonnenlichtes, sodass man davon ausgehen kann, dass seine kalte Oberfläche aus gefrorenem Stickstoff, Methan, Ethan und Kohlenmonoxid besteht. Dunkle Stellen weisen wohl Verunreinigungen mit Gesteinen auf. Da diese das wenige Licht eher resorbieren können, liegen die Temperaturen dort bei ca. ­210°C, ansonsten weisen die hellen Stellen Temperaturen von ­235°C auf.

Die Plutobahn ist sehr gestreckt mit einer Exzentrizität von immerhin 0,245. Die Entfernung von der Sonne schwankt zwischen 7,4 und 4,4 Milliarden Kilometer. 1989 hatte Pluto seinen sonnennächsten Punkt erreicht, sodass seine Atmosphäre durch die Strahlung der Sonne seine größte Dicke erreicht haben dürfte. Das ist auch der Grund, warum sich die NASA in den letzten © Sternfreunde Münster Jahren beeilt hat, eine Pluto-Mission zu realisieren. Je länger man wartet, desto eher wird die Plutoatmosphäre wieder vereisen und verschwinden, sodass dann hier keine Messdaten mehr erwartet werden können. Am 19. Januar 2006 wurde die Raumsonde zum Pluto gestartet. Das Projekt mit dem Namen 'New Horizons' brauchte ca 9,5 Jahre bis zum Vorbeiflug an Pluto. © Sternfreunde Münster Ein Einschwenken in die Umlaufbahn um Pluto wurde nicht realisiert, weil die dafür benötigte Treibstoffmenge zu groß wäre. Die Gravitation von Pluto reicht zum Einfangen der Sonde nicht aus. Am 14. Juli 2015 war es soweit. Bereits 150 Tage vorher konnte mit den © Sternfreunde Münster Beobachtungen begonnen werden, und 90 Tage vor dem Vorbeiflug hatte man bessere Aufnahmen als mit dem HST. Man möchte globale Karten der Plutooberfläche © Sternfreunde Münster erstellen, und Fotos mit einer Auflösung von 25m/Pixel sollen kleinste Details der Plutooberfläche zeigen. Die genaue Temperaturverteilung, die Atmosphäre und Krateruntersuchungen sollen weitere Aufschlüsse über dieses ferne Objekt bringen.

Nach dem Treffen geht die Reise weiter in © Sternfreunde Münster den schon bei Pluto beginnenden Kuipergürtel, wo dann weitere Informationen zu den dortigen Objekten gesucht werden: Immerhin erwartet man von diesen uralten Objekten Hinweise über die Entstehung unseres Sonnensystems. Durch die hohe Exzentrizität der Plutobahn kommt © Sternfreunde Münster Pluto auch dem Neptun entgegen. Für 20 Jahre war der Pluto sogar näher an der Sonne als der Neptun. Beide Bahnen stehen in einer 2:3 Resonanz zueinander. Wenn Neptun 3x die Sonne umkreist hat, schafft das der Pluto in dieser Zeit genau zweimal. Schon recht früh kam die Diskussion darüber auf, ob der Pluto tatsächlich als Planet zu bezeichnen sei. Die IAU hatte zwar 1999 noch einmal verlauten lassen, dass am Planetenstatus von Pluto nicht zu rütteln sei. Dennoch ist die Diskussion © Sternfreunde Münster Planet oder nicht Planet in den letzten Jahren wieder verstärkt geführt worden: Sieben Monde im Sonnensystem sind größer als Pluto.

Seine Umlaufbahn ist für Planeten ungewöhnlich © Sternfreunde Münster exzentrisch. Außerdem ist sie sehr stark zur Ekliptik geneigt (etwa 17°). Pluto besteht zu 1/3 nur aus Eis. Und mit Charon zusammen besitzt er nur 2 Tausendstel der Erdmasse. Wahrscheinlich ist auch seine Entstehung völlig anders verlaufen als bei den anderen © Sternfreunde Münster Planeten: Eine viel diskutierte Theorie sagt aus, dass Pluto Mond des Neptun gewesen sei. Immerhin weist er enorme Ähnlichkeiten mit dem Neptunmond Triton auf. Durch Kollision mit einem anderen Objekt ist er nicht nur zerrissen worden (Charon entsteht), sondern © Sternfreunde Münster auch aus der Bahn um Neptun herausgeschleudert worden. Er ist ein Objekt des Kuipergürtels, in dem man bereits weitere Objekte gefunden hat, die z. T. auch einen Mond besitzen und z. T. größer als Pluto sind! Das ist harter Tobak für alle Traditionalisten unter den © Sternfreunde Münster Planetenfans. Nachdem die IAU die Planetendefinition geändert hat*, mussten wir uns daran gewöhnen, dass Pluto als Zwergplanet bezeichnet wird und dann immerhin das berühmteste Kuipergürtelobjekt ist. Die Diskussion darüber ist wohl noch nicht a © Sternfreunde Münster bgeschlossen! Warten wirs mal ab! Egal wie Pluto demnächst klassifiziert ist! Er bleibt ein höchst spannender Vertreter aus dem Außenbereich des Sonnensystems. Und was sollen die Kinder nun machen? Unser altbekannter Planetenmerkspruch hat keine Gültigkeit mehr!

Jürgen Stockel