15:32 31 Oktober 2020
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    Wissenschaftler haben herausgefunden, dass die berühmte herzförmige Struktur aus gefrorenem Stickstoff auf der Oberfläche des Pluto die Richtung der Winde und das Wetter auf diesem Zwergplaneten steuert. Die Ergebnisse der Studie sind im Fachmagazin „Journal of Geophysical Research: Planets“ veröffentlicht worden.

    Eine große, helle Region mit einem Durchmesser von 2.300 Kilometern in Form eines Herzens auf der Oberfläche des Pluto, die Tombo-Region genannt wird, erlangte Berühmtheit, nachdem im Jahr 2015 die von der interplanetaren Station „New Horizons“ aufgenommenen Fotos veröffentlicht wurden. Die Ergebnisse einer neuen Studie amerikanischer und französischer Wissenschaftler zeigen, dass das  „eisige Herz“ des Zwergplaneten Pluto eine entscheidende Rolle bei der Kontrolle der atmosphärischen Zirkulation spielt.

    Subtile Pluto-Atmosphäre

    Die subtile Pluto-Atmosphäre besteht aus gasförmigem Stickstoff mit einer kleinen Beimischung von Kohlenmonoxid und Methan. Tagsüber verdampft der feste Stickstoff der Tombo-Region und nachts kondensiert der Stickstoffdampf, und es bildet sich wieder Eis. Die Autoren der Studie vergleichen jeden dieser Zyklen mit einem Herzschlag und ihre Reihenfolge mit dem Herzton des Planeten, der die Bewegung der Stickstoffströme in der Atmosphäre steuert, die Wärme, Feuchtigkeits- und Eispartikel übertragen. Zu dieser Schlussfolgerung gelangten die Wissenschaftler, nachdem sie ein Modell des Stickstoffkreislaufs des Pluto erstellt hatten, das auf Daten basiert, die vom Raumflugkörper „New Horizons“ gesammelt wurden.

    Die linke (südliche) Hälfte des „Herzens“ stellt ein tiefes Becken mit Stickstoffeis dar, die rechte (nördliche) ist ein Hochgebirgsgebiet mit Stickstoffgletschern. Stickstoff verdunstet aus der rechten Hochgebirgsregion und kondensiert in der linken, wodurch die Bewegung von Luftmassen erzeugt wird. Aufgrund dieses Phänomens wehen die Winde in einer Höhe von mehr als vier Kilometern über der Oberfläche während des größten Teils des Jahres in westlicher Richtung, während sich der Planet in Richtung Osten dreht. Es ist der Stickstoffkreislauf, der die einmalige rückläufige Drehung der Atmosphäre entgegen der Rotationsrichtung des Planeten verursacht.

    Landschaftliche Zonierung der Pluto-Oberfläche

    Das Modell des atmosphärischen Stofftransfers erklärt auch die landschaftliche Zonierung der Oberfläche des Pluto, in deren nördlichen und nordwestlichen Regionen aufgrund des ständigen Zustroms warmer feuchter Luft die Eisdecke ständig zerstört wird und sich dunkle flache Oberflächen bilden.

    Neben den in der Höhe wehenden Westwinden haben Wissenschaftler auch starke oberflächennahe Luftströmungen entlang der Westgrenze des „eisigen Herzens“ in der Atmosphäre des Zwergplaneten entdeckt. Gleichzeitig halten die hohen Klippen, die die Region von Norden her begrenzen, diese Ströme im Becken, wo sie zirkulieren und an Stärke gewinnen.

    „Diese Region ist für das Pluto-Klima genauso wichtig wie der Ozean für das Erdklima. Wenn Sie einen Teil des ‚Herzens‘ dieses Zwergplaneten entfernen, ändert sich die Strömung in seiner dünnen Atmosphäre dramatisch", sagt der Leiter der Studie, Tanguy Bertrand, Astrophysiker und Planetologe am Ames Research Center der NASA.

    Der Wissenschaftler betont, dass es schon bemerkenswert sei, ein Modell zu erstellen, das das Wetter auf einem fernen Planeten erklärt: „Wenn wir verstehen, wie sich die Pluto-Atmosphäre verhält, können wir diese ferne Eiswelt mit der Erde vergleichen und dabei Gemeinsamkeiten und Unterschiede aufdecken.“

    ek/mt/sna

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    Tags:
    Nasa Ames Research Center (ARC), New Horizons, Atmosphäre, Pluto, Zwergplanet