Pluto hat bisherige Vorstellungen über die Himmelskörper des Sonnensystems erneut in Frage gestellt. Dank neuer Beobachtungen mit dem James-Webb-Weltraumteleskop überrascht dieser kleine Zwergplanet die Wissenschaftsgemeinde auch fast ein Jahrzehnt nach dem historischen Besuch der NASA-Sonde New Horizons immer noch und entpuppt sich als aktive und dynamische Welt, deren Atmosphäre und Klima weit von bisherigen Vorstellungen entfernt sind.
Neu gesammelte Daten haben den entscheidenden Einfluss von dichtem Nebel auf Plutos Klima gezeigt. Anders als bei jedem anderen Planeten im Sonnensystem wird das Klima auf Pluton größtenteils von diesem Dunst bestimmt, der aus komplexen organischen Partikeln besteht und nicht von herkömmlichen atmosphärischen Gasen. Dieser Befund definiert unser Verständnis atmosphärischer Prozesse in fernen, methanreichen Welten neu.
Der Ursprung und die Zusammensetzung von Plutos rätselhaftem Dunst
Das Phänomen wurde 2015 untersucht Als die NASA-Mission New Horizons eine geschichtete, bläuliche Atmosphäre mit überraschenden Schichten bis in eine Höhe von 300 Kilometern fotografierte. Spätere Analysen deuteten darauf hin, dass dieser Dunst aus organischen Partikeln besteht, die durch komplexe chemische Reaktionen zwischen Methan und Stickstoff entstehen, ausgelöst durch Sonneneinstrahlung. Diese winzigen Partikel absorbieren tagsüber Licht und geben es nachts als Infrarotstrahlung wieder ab. Dadurch entsteht eine deutlich stärkere Abkühlung als durch herkömmliche Atmosphärengase.
Im Jahr 2017 hat das Team um Xi Zhang schlug vor, dass dieser Mechanismus der Schlüssel zum Verständnis der überraschend niedrigen Temperatur in Plutos oberer Atmosphäre sein könnte. Sie erreicht -203 °C und ist damit etwa 30 Grad kälter als von früheren Modellen vorhergesagt. Bisher war der Nachweis dieser Temperatur jedoch aufgrund thermischer Interferenzen von Charon, Plutos nächstem Mond, der Signale mit denen des Planeten vermischt, eine Herausforderung.
Bestätigung der Rolle des Nebels dank der James Webb
Die Ankunft des James-Webb-Teleskops markierte ein Vorher und NachherMithilfe seiner hochentwickelten Infrarot-Instrumente gelang es erstmals, die thermische Strahlung Plutos von der Charons zu unterscheiden. Die Ergebnisse stimmten perfekt mit den Vorhersagen überein: Der geschichtete Dunst ist hauptsächlich für das thermische Gleichgewicht verantwortlich und reguliert die Temperatur des Zwergplaneten durch Absorption und anschließende Abgabe von Energie.
Xi Zhang Er betonte, dass es in der Planetenforschung ungewöhnlich sei, dass eine Hypothese so schnell bestätigt werde. Wissenschaftler betonen, dass diese von Schwebeteilchen dominierte atmosphärische Dynamik sich völlig von der auf anderen Planeten beobachteten unterscheidet, auf denen Gasmoleküle vorherrschen.
Auswirkungen auf andere Welten und die Vergangenheit der Erde
Diese Entdeckung Dies wirft zahlreiche Fragen zur atmosphärischen Funktionsweise anderer, von dichtem Nebel umgebener Himmelskörper auf, wie etwa Triton (ein Neptunmond) oder Titan (ein Saturnmond). Die Möglichkeit, dass auf diesen Satelliten ähnliche Klimadaten aufgezeichnet werden könnten, erhöht das Interesse an einer Ausweitung der Forschung mit dem James-Webb-Weltraumteleskop und zukünftigen Weltraummissionen.
Forscher vermuten auch, dass unser eigener Planet Möglicherweise hat die Erde in ihrer Jugend eine ähnliche Phase durchlaufen, als die Erdatmosphäre eine ganz andere Zusammensetzung hatte. Es wird vermutet, dass ein an organischen Partikeln reicher Dunst zur Stabilisierung des frühen Klimas beigetragen und die Entstehung und Entwicklung von Leben begünstigt haben könnte, lange bevor Sauerstoff die Erdatmosphäre veränderte.
Pluto hat sich als außergewöhnliches natürliches Labor für die Untersuchung von Prozessen etabliert, die sowohl für die Entwicklung des Sonnensystems als auch für die Entstehung des Lebens auf unserem Planeten relevant sind. Der Einfluss des Dunstes auf sein Klima revolutioniert nicht nur unser Verständnis dieses Zwergplaneten, sondern regt uns auch dazu an, die Suche nach ähnlichen Phänomenen auf anderen fernen Welten zu überdenken.
