ZWERGPLANET PLUTO

               
                                   
       

Der ehemalige 9. Planet Pluto ist das prominenteste Objekt des Kuipergürtels.  
Pluto hat einen Durchmesser von 2374 Kilometer 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. Auch die Neigung der Plutobahn ist größer als die der anderen Planeten.

         
         
          Äußeres Planetensystem am 29. Juni 2012
Opposition von Pluto

Bild unten Links: Planetensystem von oben
Bild rechts: Planetensystem von der Seite

   
                             
       

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. 2006 wurde Pluto von der IAU mit der Kleinplanetennummer 134340 versehen, so dass seine vollständige offizielle Bezeichnung nunmehr  (134340) Pluto ist. Ferner wurden nach Pluto zwei neu definierten Klassen benannt:

  • der Plutoiden (Zwergplaneten ausserhalb der Neptunbahn) und
  • der Plutinos (Objekte im Kuipergürtel mit 3:2-Resonanz der Umlaufzeit zu Neptun).

Die Bedingungen, die ein Körper des Sonnensystems erfüllen muß, um als Planet zu gelten lauten:

    1. Er muß aus seiner eigenen Schwerkraft rund sein
    2. Er muß seine Bahn beherrschen und damit das schwerste Objekt auf seiner Bahn sein.

Die 2. Bedingung wird bei Pluto nicht erfüllt, der vierfach schwerere Neptun kreuzt seine Bahn .
Stellt man einige Daten der Planeten gegenüber, sieht man, dass Pluto ein „Ausreißer“ ist:

         
                                   
     

Planet

Bahn - Exzentrität

Bahnneigung gegen Sonnenb

Äquatordurchm. In km

Masse

Merkur

0,206

7 Grad

  4 840

0,053

Venus

0,007

3 Grad

12 400

0,815

Erde

0,017

-

12 750

1,000

Mars

0,093

2 Grad

   6 800

0,107

Jupiter

0,048

1 Grad

142 800

     318,000

Saturn

0,056

2 Grad

120 800

       95,220

Uranus

0,047

1 Grad

 47 600

       14,550

Neptun

0,009

2 Grad

 44 600

       17,230

Pluto

        0,25                

17 Grad

   2 374

0,002

                 
     

Vieles deutet darauf hin, dass Pluto aus einem Asterioiden-Gürtel zwischen Neptun und Pluto stammt, dem Kuipergürtel. Er ist im Vergleich zu den übrigen Planeten sehr klein und besteht aus Eis, was eher an einen Kometen erinnert.
Der Sonnennaheste Punkt der Plutobahn liegt innerhalb der des Neptun, so war er von 1979 bis 1999 der Sonne näher als Neptun. Auch Pluto besitzt eine 3 : 2 -Resonanz zur Umlaufdauer von Neptun.

         
   

Der Kuipergürtel befindet sich ausserhalb der Neptunbahn, in einer Entfernung von 30 bis 50 AE (Astronomische Einheit) von der Sonne.
Pluto ist der Namensgeber der Plutoiden und der Plutinos. Plutoiden sind Zwergplaneten im Kuipergürtel, Plutinos Kleinkörper im Kuipergürtel mit Bahneigenschaften, die denen von Pluto ähnlich sind. Ihre Umlaufbahnen werden durch eine 3:2 – Resonanz zur Umlaufbahn des Planeten Neptun stabilisiert, das heißt, während dreier Neptunumläufe umrunden sie die Sonne zweimal. Durch diese Synchronisierung werden enge Begegnungen mit Neptun vermieden, sodass im Umkreis dieses äußersten Planeten nur solche Bahnen über längere Zeit stabil sind.

       
             

Entdeckt wurde Pluto am 18. Februar 1930 von Clyde Tombaugh. Die Astronomen Percival Lowell und William Pickering hatten einen Planeten außerhalb der Neptunbahn vorausgesagt. Tombaugh photografierte mit dem Astrograf des Lowell-Observatoriums in Flagstaff, Arizona über Monate den vermuteten Ort und verglich die Aufnahmen in einem Blinkkomperator.

 

Rotation: Pluto rotiert in 6,387 Tagen einmal um die eigene Achse. Die Rotationsachse ist um 122,53° gegen die Bahnebene geneigt, somit rotiert Pluto rückläufig. Seine Drehachse ist damit noch stärker geneigt als die des Uranus (98°), aber im Unterschied zum Uranus und zur Venus ist der Grund dafür allgemein ersichtlich, ebenso die Ursache für Plutos ziemlich große Rotationsperiode, denn die Eigendrehung des Zwergplaneten ist durch die Gezeitenkräfte an die Umlaufbewegung seines fast so großen Mondes Charon gebunden. Damit sind Pluto und Charon die einzigen bisher bekannten Körper im Sonnensystem mit einer doppelt gebundene Rotation.

 

Körper

Äquator -Poldurchmesser
[km]

Masse
1022 kg

Rotationszeit
[d]

Pluto

2 390

1,25

6,39

Charon

1 210

0,15

 

Erde

12 774

597,4

1

     

Körper

Entfernung zur
Sonne in
Mio. –km

Entfernung zur
Sonne

Siderische
Umlaufzeit
In Jahre

Pluto

5906

5 Std. 15 Min.

248

Erde

150

8 Min.

1

 

Aufbau: Über Pluto selbst ist nur wenig bekannt, da es von ihm noch keine Nahaufnahmen gibt. Mit einem Durchmesser von lediglich 2374 Kilometern ist er deutlich kleiner als die sieben größten Monde in unserem Sonnensystem. Seine mittlere Dichte von rund 1,75 g/cm³ spricht für eine Zusammensetzung aus zirka 70 % Gestein und 30 % Wassereis.

Die Atmosphäre wurde, wie der Planet selbst, am Lowell – Observatorium entdeckt. Forscher hatten die Atmosphäre des Zwergplaneten 1988 entdeckt, als Pluto von der Erde aus gesehen vor einem fernen Stern vorbeizog und dessen Licht nicht abrupt verschwand, sondern zunächst von der Gashülle abgeschwächt wurde. Die in der Atmosphäre von Pluto enthaltenen chemischen Elemente prägen dem Sternenlicht ihren "Stempel" auf, den wiederum Wissenschaftler mit geeigneten Instrumenten entdecken und auswerten können. Bei einer 1988 beobachteten Pluto-Okkultation wurde auf diese Weise eine Stickstoff-Atmosphäre entdeckt.
1989 hatte Pluto den sonnennächsten Punkt seiner Umlaufbahn passiert. Wahrscheinlich hat das etwas stärkere Sonnenlicht zusätzliches Eis verdampft und so die Atmosphäre aufgeblasen, glauben die Astronomen. Der seit 120 Jahren in absoluter Dunkelheit gewesene Südpol des Planeten wird seit 1987 dem Sonnenlicht ausgesetzt ist und daher gast Stickstoff in die Pluto-Atmosphäre aus. Trotz der momentan etwas geringeren Sonnenentfernung ist die Atmosphäre des Eiszwergs frostige minus 220 Grad Celsius kalt.
Bei einem Druck von 3 oder 15 Mikrobar (Messung von NASA und ESO) kann man kaum von Atmosphäre sprechen. Sie besteht zum großen Teil aus Stickstoff mit einer Temperatur von -180 Grad am Boden.  

Monde
Plutos größter Begleiter Charon (entdeckt 1978) hat einen Durchmesser von 1207 Kilometern 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 Durchmesser der Monde Nix und Hydra (entdeckt 2005 mit dem Weltraumteleskop Hubble) konnten bisher nur aufgrund ihrer gemessenen Helligkeiten geschätzt werden. Je nach angenommener Albedo (Rückstrahlvermögen) 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 Kilometern. 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.

 

Im Jahr 2011 spürte das Weltraumobservatorium Hubble den vierten Mond des Zwerplaneten auf, der den vorläufigen Namen P4 trägt. Seine Bahn läuft zwischen denjenigen von Nix und Hydra, ein glücklicher Umstand, den Forscher nun ausnutzten, um die Massen dieser beiden Monde genauer als bislang abzuschätzen.
Möglich ist dies, weil Nix und Hydra die Bahn von P4 durch ihre Schwerkraftwirkung beeinflussen. Sind sie sehr massereich, so könnte P4 Pluto nicht langfristig stabil umlaufen. Dass er es dennoch tut, schränkt die maximal erlaubten Massen der beiden größeren Monde ein. Damit die Bahn von P4 über die letzten rund 4,5 Milliarden Jahre stabil ist, muss Nix eine Masse von weniger als 8 Milliardstel Erdmassen aufweisen und die von Hydra weniger als 15 Milliardstel Erdmassen betragen, das entspricht Maximaldurchmessern von rund 46 Kilometern beziehungsweise 55 Kilometern.

Die Erforschung Pluto’s mit einer Raumsonde: Objekt des Monats Juli 2016