Fast 6 Milliarden Kilometer von der Sonne entfernt wird Pluto erneut zum kosmischen Mysterium. Was einst als abgelegener Zwergplanet galt, überrascht die Wissenschaft nun mit einer Atmosphäre, die sich völlig anders verhält als jede andere im Sonnensystem. Dank des James-Webb-Weltraumteleskops (JWST) haben Forscher einen bislang unbekannten Kühlmechanismus entdeckt.
Eine Atmosphäre, gesteuert von Dunst – nicht von Gasen
Jahrzehntelang gingen Wissenschaftler davon aus, dass die Temperatur von Planeten durch atmosphärische Gase reguliert wird. Auf Pluto jedoch hängt das thermische Gleichgewicht nicht von Stickstoff, Methan oder Kohlenmonoxid ab, die dort vorhanden sind, sondern von feinen Dunstpartikeln, die in der Atmosphäre schweben. Diese mikroskopisch kleinen Teilchen, mit bloßem Auge nicht sichtbar, absorbieren, emittieren und verteilen Wärme auf eine Weise, die klassische atmosphärische Modelle infrage stellt.
Ein internationales Forschungsteam unter der Leitung von Xi Zhang bestätigte diese Theorie mithilfe des Infrarotspektrometers MIRI an Bord des JWST. Im Mai 2023 registrierte das Instrument thermische Emissionen im infraroten Spektrum, die exakt mit den Prognosen übereinstimmten, die Zhang bereits Jahre zuvor aufgestellt hatte. Eine Hypothese, die 2017 noch skeptisch betrachtet wurde, konnte so nun mit harten Daten untermauert werden.
Ein kosmischer Tanz mit Charon – und Hinweise auf die frühe Erde
Plutos Atmosphäre reguliert nicht nur seine Temperatur auf einzigartige Weise, sondern interagiert auch mit seinem größten Mond, Charon. Ein Teil des atmosphärischen Materials wird durch Charons Gravitation eingefangen und bildet rötliche Flecken an dessen Polen. Dieser „atmosphärische Austausch“ zwischen zwei Himmelskörpern ist im Sonnensystem bisher einzigartig.
Mehr noch: Forscher vermuten, dass diese Dynamik Ähnlichkeiten mit der Chemie der Erde vor der Großen Sauerstoffkatastrophe aufweist. Pluto könnte ein Fenster in die ferne Vergangenheit unseres eigenen Planeten öffnen – in eine Zeit, als das Leben gerade entstand, in einer sauerstofffreien Atmosphäre, dominiert von Stickstoff und einfachen organischen Molekülen.
Zhang bringt es auf den Punkt:
„Pluto zeigt uns, was eine Atmosphäre sein kann. Und indem er das tut, hilft er uns zu verstehen, woher wir kommen.“
