Plutos Himmel wird dünner.
Neue Forschungsergebnisse, die im Planetary Science Journal veröffentlicht wurden, deuten darauf hin, dass die dünne Atmosphäre des Zwergplaneten, die jahrelang stabil geblieben war, begonnen hat, sich zusammenzuziehen. Nach Jahrzehnten zunehmenden Drucks, der 2015 rund um den berühmten Vorbeiflug der NASA New Horizons seinen Höhepunkt erreichte, scheint die Gasschicht nachzulassen.
Es ist noch kein Zusammenbruch. Aber der Trend ist klar.
Die von Dr. Amanda Sickafoose vom Planetary Science Institute geleitete Studie analysiert zehn Sternbedeckungen, die zwischen 2019 und 2023 beobachtet wurden (das Papier enthält Daten von 2017 bis 2023). Das Ergebnis? Ein Rückgang.
Beim Vergleich der stabilen Jahre 2015 bis 2021 mit den Beobachtungen von 2022 berechnete das Team einen Druckabfall. In der klaren oberen Atmosphäre sank der Druck um etwa 7 %. Berücksichtigt man die dunstigeren unteren Schichten, war der Rückgang deutlicher: etwa 16 %.
Das ist nicht nur ein Ausrutscher. Es ist ein Signal von einem der am weitesten entfernten Objekte in unserem Sonnensystem, das am Rande einer saisonalen Verschiebung gefangen ist.
Die Mechanik eines verschwindenden Himmels
Plutos Atmosphäre ist eine fragile Sache. Es besteht hauptsächlich aus Stickstoff mit Spuren von Methan und Kohlenstoffaffen. Es existiert nicht im luftleeren Raum; Es wird durch ein empfindliches, flüchtiges Gleichgewicht mit dem Eis auf der darunter liegenden Oberfläche aufrechterhalten.
Wenn Sonnenlicht darauf trifft, sublimiert Eis zu Gas. Wenn die Sonne untergeht, gefriert Gas wieder zu Eis. Auf Pluto ist dieser Zyklus extrem.
Der Zwergplanet hat eine stark exzentrische Umlaufbahn. Seine Achse ist geneigt. Ein einzelnes „Jahr“ dauert 248 Erdenjahre. Während sich Pluto auf dieser elliptischen Bahn bewegt, ändert sich die Menge der Sonnenenergie, die auf seine Oberfläche trifft, dramatisch. Einige Teile backen. Andere erstarren im tiefen Schatten.
Planetenforscher diskutieren seit langem über das langfristige Schicksal dieser Atmosphärendecke.
Wird es vollständig zusammenbrechen, wenn Pluto sich auf seinem aktuellen Orbitalabschnitt von der Sonne entfernt? Oder werden Stickstoffeis-Reservoirs – insbesondere im herzförmigen Sputnik-Planitia-Becken – genug Gas im Umlauf halten, um einen dünnen Schleier aufrechtzuerhalten?
Die Antwort scheint eher zum ersteren zu tendieren.
Wie sehen wir, was wir nicht sehen können?
Die Herausforderung liegt auf der Hand. In der Nähe von Pluto schweben keine Raumschiffe. Von der Erde aus sehen selbst die besten Weltraumteleskope Pluto nur als einen winzigen, unscharfen Klumpen. Du kannst nicht darauf landen. Sie können keinen Rover schicken. Sie können die Festplatte kaum auflösen.
Wie misst man also die Dicke einer Gasschicht, die nur ein paar Millionstel der Stärke der Erdatmosphäre ausmacht?
Du wartest auf die Sterne.
„Da sich Pluto, die Erde und sogar die Sterne langsam durch den Himmel bewegen, führen zufällige Ausrichtungen oder Bedeckungen dazu, dass Pluto direkt vor entfernten Sternen vorbeizieht“, erklären Sickafoose und ihre Kollegen.
Wenn Pluto einen Stern blockiert, wird das Sternenlicht nicht sofort unterbrochen. Die Atmosphäre fungiert als Linse. Es beugt das Licht. Durch die genaue Beobachtung, wie dieses Sternenlicht schwächer wird, sich bricht und wieder auftaucht, können Wissenschaftler die Dichte, den Druck und die Temperatur der Gasschichten, die Pluto trägt, rekonstruieren.
Es ist eine einfache Technik. Es ist auch unglaublich kraftvoll.
„Ich bin immer wieder erstaunt darüber, wie wir durch das Beobachten des schwächeren Sternenlichts studieren können … eine Welt, die zwei Drittel so groß wie der Mond und 30 Mal weiter von der Sonne entfernt ist“, bemerkte Sickafoose.
Anzeichen von sich setzendem Dunst
Die Daten zeigen mehr als nur einen Druckabfall. Auch die Struktur der Atmosphäre verändert sich.
Die obere Atmosphäre ist seit 2017 in ihrer Grundstruktur weitgehend gleich geblieben. Die untere Atmosphäre? Nicht so sehr. Die neuesten Daten zeigen eine flachere Steigung der Lichtkurven.
Die Forscher führen dies auf sich absetzenden Dunst zurück. Winzige Partikel, die hoch in der kalten, dünnen Luft schwebten, beginnen endlich abzusinken. Dieser Eingewöhnungsprozess kann einige Wochen bis zu einem Jahr dauern. Dies deutet darauf hin, dass sich die atmosphärischen Zirkulationsmuster verlangsamen, wenn der Einfluss der Sonne nachlässt.
Es gab auch Anomalien. Bei einer Beobachtung aus dem Jahr 2018 wurden kurze, scharfe Spitzen in der Lichtkurve festgestellt. Das Team interpretiert diese als Auftriebswellen – vertikale Energiewellen, die sich nach oben durch die Atmosphäre ausbreiten. Stellen Sie sich das als atmosphärische Turbulenzen vor, die durch das Aufsteigen und Absinken der Wärme auf eine ganz bestimmte, schichtweise Art und Weise verursacht werden.
Aber hier ist der Haken: Die Datenqualität war ungleichmäßig. Einige der Bedeckungsereignisse waren zu „verrauscht“, um eindeutige Schlussfolgerungen zu ziehen. Der Rückgang ist offensichtlich, aber es muss mehr Aufmerksamkeit auf den Preis richten.
„Wir sind an einem besonders interessanten Punkt“, sagte Sickafoose. „Ich hoffe, dass wir in den nächsten Jahren und Jahrzehnten mehr Daten erhalten werden, um dies konkret zu bestätigen oder zu widerlegen.“
Was das für Plutos Zukunft bedeutet
Wenn der Druck weiter sinkt, bedeutet dies, dass der saisonale Zyklus gewinnt. Je weiter Pluto in sein Aphel (den am weitesten von der Sonne entfernten Punkt) zurückweicht, desto weniger sublimiert Eis. Die Atmosphäre gefriert an der Oberfläche.
Das bedeutet nicht, dass Pluto über Nacht zu einem kargen Felsen wird. Die Eiskappe von Sputnik Planitia ist riesig. Es enthält wahrscheinlich genug Stickstoff, um selbst im tiefsten Winter etwas Atmosphäre aufrechtzuerhalten. Aber diese Atmosphäre wird dünner, kälter und dunkler sein als jetzt.
Im Moment beobachten wir den Übergang in Echtzeit.
Das Plateau ist kaputt. Die Schrumpfung hat begonnen.
Und während sich der Zwergplanet immer weiter von seinem Stern entfernt, stellt sich nicht mehr die Frage, ob die Atmosphäre kollabieren wird, sondern wie viel davon wir noch sehen werden, wenn der lange Winter kommt.
