Astronomen weisen Kohlenmonoxid in Plutos Atmosphäre nach

Künstlerische Darstellung der ausgedehnten Kohlenmonoxid-Atmosphäre (P.A.S. Cruickshank)
Künstlerische Darstellung der ausgedehnten Kohlenmonoxid-Atmosphäre (P.A.S. Cruickshank)

Ein Team von Astronomen aus Großbritannien hat nach einer fast 20 Jahre andauernden weltweit durchgeführten Suche Kohlenmonoxidgas in der Atmosphäre von Pluto entdeckt. Die Leiterin des Teams, Dr. Jane Greaves von der University of St. Andrews, wird die neue Entdeckung am heutigen Mittwoch (20. April 2011) auf dem National Astronomy Meeting in Venue Cymru (Llandudno, Wales) präsentieren.

Pluto wurde 1930 entdeckt und dann als der kleinste und entfernteste Planet des Sonnensystems angesehen. Seit 2006 wird er von Astronomen als Zwergplanet bezeichnet, einer von einer Handvoll solcher Himmelskörper mit Größen von einigen Hundert Kilometern, welche in den entfernten Bereichen des Sonnensystems hinter Neptun kreisen. Pluto ist der einzige Zwergplanet, bei dem eine Atmosphäre bekannt ist. Sie wurde 1988 nachgewiesen, als sie das Licht eines entfernten Sterns abschwächte, bevor Pluto vor ihm vorbeizog.

Die neuen Ergebnisse wurden mit dem 15-Meter-James-Clerk-Maxwell-Telescope (JCMT) auf Hawaii gewonnen und zeigen ein starkes Signal für Kohlenmonoxidgas. Früher nahm man an, dass die Atmosphäre über 100 Kilometer dick sei, aber die neuen Daten erhöhen ihre Dicke auf über 3.000 Kilometer – ein Viertel der Entfernung zu Plutos größtem Mond, Charon. Das Gas ist extrem kalt, um die -220 Grad Celsius. Eine große Überraschung für das Team war, dass das Signal mehr als doppelt so stark wie der obere Grenzwert einer anderen Gruppe ist, die im Jahr 2000 das IRAM 30-Meter-Teleskop in Spanien verwendete.

“Es war aufregend, das Signal mit dem weiteren Hinzufügen von Daten allmählich anwachsen zu sehen”, sagte Dr. Jane Greaves, die Leiterin des Teams von der University of St. Andrews. “Die Helligkeitsveränderung während der letzten Dekade ist verblüffend. Wir denken, die Atmosphäre könnte größer geworden sein, oder die Menge des Kohlenmonoxids könnte angestiegen sein.” Solche Veränderungen wurden schon vorher gesehen, jedoch ausschließlich in der unteren Atmosphäre, wo der Methananteil – das einzige andere Gas, das jemals positiv nachgewiesen wurde – auch variiert.

1989 machte Pluto seine engste Annäherung an die Sonne – ein vergleichsweise junges Ereignis, wenn man bedenkt, dass er für einen Umlauf 248 Jahre benötigt. Die Gase resultieren möglicherweise aus der Aufheizung von Oberflächeneis durch die Sonne, welches infolge der etwas höheren Temperaturen in dieser Periode verdampft. Die dadurch entstehende Atmosphäre ist wahrscheinlich die schwächste im ganzen Sonnensystem, ihre obersten Schichten werden in den Weltraum hinaus geblasen.

“Die Höhe bis zu der wir das Kohlenmonoxid sehen, stimmt gut mit Modellen überein, wie der Sonnenwind Plutos Atmosphäre abträgt”, kommentierte Teammitglied Dr. Christiane Helling, ebenfalls von der University of St. Andrews.

Im Gegensatz zu dem Treibhausgas Kohlendioxid agiert Kohlenmonoxid als Kühlmedium, während Methan Sonnenlicht absorbiert und so eine Erwärmung verursacht. Das Gleichgewicht zwischen den beiden Gasen, die nur Spurenelemente in einer vermutlich Stickstoffdominierten Atmosphäre sind, ist entscheidend für die Entwicklung in den viele Jahrzehnte andauernden Jahreszeiten. Das neue entdeckte Kohlenmonoxid könnte der Schlüssel zum verlangsamten Abbau der Atmosphäre sein, aber wenn der Kühleffekt zu groß ist, könnte es zu Stickstoff-Schneefall führen, wodurch die Gase auf der Oberfläche ausfrieren. “Solch ein Beispiel für extraterrestrischen Klimawandel zu sehen ist faszinierend”, sagt Dr. Greaves. “Diese kalte, einfache Atmosphäre wird stark durch die Wärmestrahlung der Sonne geprägt und könnte uns wichtige Anhaltspunkte liefern, wie die grundlegende Physik funktioniert. Außerdem kann sie als Prüfstand fungieren, um uns dabei zu helfen, die Erdatmosphäre besser zu verstehen.”

Die Daten wurden mit dem ‘Receiver A’ JCMT gewonnen, einem Instrument, das seit den 1990er Jahren im regulären Betrieb ist. Dr. Per Friberg, der neue Beobachtungs- und Datenanalysemethoden für das Team entwickelte, kommentierte: “Das zeigt uns, wie wir Teleskope bestmöglich einsetzen und unerwartete Entdeckungen machen können.” Das JCMT wir gemeinschaftlich von Großbritannien, Kanada und den Niederlanden betrieben und nähert sich seinem 25. Geburtstag. Das Team hat für Ende April weitere Beobachtungsreihen von Pluto geplant und die Wissenschaftler hoffen, die Veränderungen in der Atmosphäre des Zwergplaneten langfristig verfolgen zu können, bis die NASA-Sonde New Horizons 2015 dort vorbeifliegt.

Quelle: http://www.ras.org.uk/component/content/article/217-news2011/1956-nam-18-pluto-has-carbon-monoxide-in-its-atmosphere

(THK)

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