(Pluto mit Mond Charon und Sonne, künstlerische Darstellung, ESO)Wer auf Pluto der stickigen Sommerhitze im Tal entgehen und kalte frische Bergluft genießen will, wird enttäuscht. Anders als auf unserer Erde, wo mit jedem Höhenkilometer die Temperatur um sechs Grad fällt, steigt sie auf Pluto um 3 bis 15 Grad je Kilometer. So kann man der Minus 220 Grad Celsius kalten Oberfläche entgehen, indem man sich möglichst hoch in die Atmosphäre begibt, die "nur" noch Minus 180 Grad Celsius kalt ist. Die Pluto-Atmosphäre, das sei an dieser Stelle gesagt, ist mit einem Luftdruck von 0,015 mbar im Vergleich zur Erdatmosphäre allerdings äußerst dünn.
Der Zwerplanet Pluto hat gerade mal einen Durchmesser von 2300 Kilometern. Schon in den 1980ziger Jahren war bekannt, dass er dennoch eine Atmosphäre aus Stickstoff mit Spuren von Methan und Kohlenmonoxid besitzt. Dies folgt aus Sternbedeckungen, bei denen Pluto vor Hintergrundsternen vorbeizieht. Die Änderung der spektralen Zusammensetzung des Sternlichtes lässt dann Rückschlüsse auf die Atmosphäre zu. Auch der Effekt der Temperaturinversion war dank der Methode der Sternbedeckung bereits bekannt, allerdings nur für den oberen Bereich der Atmosphäre. Astronomen der europäischen Südsternwarte haben nun mittels dem Spektrographen CRIRES (CRyogenic InfraRed Echelle Spectrograph) neue Daten vorgelegt. mit diesem Instrument, das an einem der Teleskope des Very Large Telescope auf Paranal in Chile montiert ist, können die Astronomen die Pluto-Atmosphäre komplett erfassen. Die Temperaturinversion ist demnach nicht nur ein Phänomen der oberen Atmosphäre. Mit einer mittleren Temperatur von Minus 180 Grad Celsius ist die gesamte Atmosphäre Plutos "heißer" als seine Oberfläche.
Die Atmosphäre entsteht durch die Sublimation von Eis. Ähnlich wie ein Komet eine Corona ausbildet, wenn er sich der Sonne nähert, schwankt auch die Sublimationsrate des Methan- und Stickstoff-Eis und damit der Atmosphärendruck Plutos mit seiner Entfernung von der Sonne. So, wie das verdampfende Wasser beim Schwitzen den menschlichen Körper kühlt, führen die entstehenden Gasmoleküle Wärmeenergie von der Planetenoberfläche ab und kühlen sie dadurch. Auf unserer Erde wärmt der von der Sonenstrahlung erhitzte Boden die Atmosphäre von unten. Dieser Effekt spielt bei der großen Entferung Plutos zur Sonne und seiner dünnen Atmosphäre keine Rolle.
Die Astronomen testen verschiedene Modelle, wie das Eis auf Pluto vorliegt. Sind es planetenweite Schichten oder "Eisschollen"? Wenn im Jahr 2015 die Raumsonde New Horizons am Pluto vorbeifliegt wissen wir sicherlich mehr und können deren Aufnahmen mit den aus der Entfernung gewonnenen Daten vergleichen.
(Quelle: ESO und arXiv:0901.4882)
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