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Zwergplanet

(134340) Pluto [1]

[2]
Zweimal Pluto: Einzelaufnahme (oben) und aus mehreren Aufnahmen berechnetes Bild (unten), fotografiert 1994 vom Hubble-Weltraumteleskop
Eigenschaften des Orbits [1]

(Simulation)

Große Halbachse 39,482 AE

(5.906,4 Mio. km)

Perihel – Aphel 29,658 – 49,305 AE
Exzentrizität 0,2488
Neigung der Bahnebene 17,16°
Siderische Umlaufzeit 247,68 a
Synodische Umlaufzeit 366,73 d
Mittlere Orbitalgeschwindigkeit 4,72 km/s
Kleinster – größter Erdabstand 28,702 – 50,357 AE
Physikalische Eigenschaften [1]
Äquator- – Poldurchmesser* 2390 – 2390 km
Masse 1,25 ×1022 kg
Mittlere Dichte 1,75 g/cm3
Fallbeschleunigung* 0,58 m/s2
Fluchtgeschwindigkeit 1,2 km/s
Rotationsperiode −6 d 9 h 17 min 34 s
Neigung der Rotationsachse 122,53°
Geometrische Albedo 0,6
Max. scheinbare Helligkeit +13,65m
Eigenschaften der Atmosphäre
Druck* ≈ 3 ·10−6bar
Temperatur*

Min. – Mittel – Max.

33 K (−240 °C)
44 K (−229 °C)
55 K (−218 °C)
Hauptbestandteile
*bezogen auf das Nullniveau des Zwergplaneten
Sonstiges
Monde 3
Entdecker C. Tombaugh
Datum der Entdeckung 18. Februar 1930
[3]
Größenvergleich zwischen den Paaren ErdeMond und Pluto–Charon (unten rechts) im gleichen Maßstab (Fotomontage)

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 [4].

Pluto ist kleiner als der Erdmond und bewegt sich auf einer elliptischen Bahn um die Sonne. Die Form der Bahn weicht deutlicher als die der meisten Planeten von einem Kreis ab. Von seiner Entdeckung am 18. Februar 1930 bis zur Neudefinition des Begriffs „Planet“ am 24. August 2006 durch die Internationale Astronomische Union (IAU) galt er als der neunte und äußerste Planet unseres Sonnensystems. In Folge wurde Pluto von der IAU mit der Kleinplanetennummer 134340 versehen, so dass seine vollständige offizielle Bezeichnung nunmehr (134340) Pluto ist. Ferner wurden nach Pluto die neu definierten Klassen der Plutoiden und der Plutinos benannt.

Im Januar 2006 wurde mit New Horizons erstmals eine Raumsonde zu Pluto ausgesandt. Es ist geplant, die Sonde im Juli 2015 in 9600 Kilometer Entfernung an Pluto und in 27.000 Kilometer Entfernung an dessen Mond Charon vorbeifliegen zu lassen.

AtmosphäreBearbeiten

Plutos sehr dünne Atmosphäre besteht zum größten Teil aus Stickstoff, zirka 0,5 Prozent Methan und eventuell Kohlenmonoxid. Ihr Druck an Plutos Oberfläche beträgt laut der US-Weltraumbehörde NASA etwa drei Mikrobar und laut der Europäischen Südsternwarte (ESO) um 15 Mikrobar. 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 3–15 °C 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.

MondeBearbeiten

CharonBearbeiten

Plutos größter Begleiter Charon hat einen Durchmesser von 1207 Kilometer und ist damit im Vergleich zu Pluto sehr groß. Das System Pluto-Charon wurde früher aufgrund dieses ungewöhnlichen Größenverhältnisses von 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 sozusagen 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 Kilometer in 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 reichlich 4700 Kilometer abseits des Erdzentrums beziehungsweise etwa 1650 Kilometer unterhalb der Erdoberfläche.

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 Hantelrotation genannt und ist im Sonnensystem bisher nur zwischen Pluto und Charon erwiesen. Die Körper haben ihre Eigenrotation aufgrund der Gezeitenkräfte gegenseitig soweit abgebremst, dass sich beide während eines Umlaufs umeinander auch genau einmal um ihre eigene Achse drehen. Sie wenden daher einander immer die gleiche Seite zu. Unter Paaren von annähernd gleich großen Asteroiden ist solch eine Synchronrotation wahrscheinlich relativ häufig.

Zur Erklärung des Ursprungs eines so verhältnismäßig großen Mondes erscheint nach derzeitigem Kenntnisstand analog der Entstehung des Erdmondes die Kollisionshypothese am plausibelsten.

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===Nix und Hydra ===

Pluto system 2006

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 Kilometer. Ihre Umlaufzeiten sind zu der des großen Mondes annähernd resonant; Während Charon den Pluto zwölfmal umrundet, wird Pluto von Hydra in derselben Zeitspanne ziemlich genau zweimal und von Nix ungefähr dreimal 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 Space Telescope 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 Anziehungskraft von Pluto und Charon dafür sorgt, dass alle Trümmerstücke auf die Himmelskörper zurückfallen, ist die Anziehungskraft der neu entdeckten Monde zu gering dazu. 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.

Die Entdeckung weiterer Plutomonde kam unerwartet, da bis dahin kein Himmelskörper mit mehr als einem Satelliten jenseits des Neptun beobachtet worden war, jedoch wurde bereits einen Monat später auch bei (136108) Haumea ein zweiter Mond gefunden. Da Pluto und Charon mit einiger Berechtigung auch als Doppel(zwerg)planet aufgefasst werden können, kann man Nix und Hydra auch als Nachweis dafür sehen, dass Monde stabile Bahnen um ein Doppelsystem ausführen können.