Als die New Horizons-Raumsonde der NASA Pluto aus der Nähe fotografierte, fand sie etwas, das niemand erwartet hatte: keine Einschlagkrater. Zumindest keine, die die Raumsonde sehen konnte, und diese Abwesenheit ist selbst ein Fakt — sie bedeutet, dass Plutos Oberfläche weniger als 10 Millionen Jahre alt ist, ein geologischer Säugling im Vergleich zu den alten, kratergepflasterten Welten in seiner Nähe.
Pluto ist ein Zwergplanet im Kuiper-Gürtel, dem Ring aus eisigen Körpern, der sich jenseits der Umlaufbahn des Neptun erstreckt. Er liegt so weit entfernt, dass Sonnenlicht, das die innere Sonnensystem in Minuten durchquert, 5,5 Stunden braucht, um es in seiner Orbitalentfernung von 39,5 AE zu erreichen. Diese Abgelegenheit ist genau der Grund, warum Pluto seine Geheimnisse so lange für sich behielt — und warum die Geschichte seiner Entdeckung, Benennung, Herabstufung und schließlich Besucher mehr als fünf Minuten Ihrer Zeit wert ist.
Ein Jahr des Vergleichens von Fotografien
Plutos Entdeckung war weniger ein Heureka-Moment als ein langsames, methodisches Schleifen. Ab dem 6. April 1929 verwendete der Astronom Clyde Tombaugh den 13-Zoll-Astrographen des Lowell Observatory, um an mehreren Nächten den gleichen Himmelstreifen zu fotografieren, und verglich dann die Platten auf alles, das sich gegen den festen Hintergrund der Sterne bewegt hatte. Es war Design-bedingt langweilige Arbeit: Ein Planet würde zwischen den Aufnahmen seine Position verschieben, während Sterne dies nicht täten.
Die Methode zahlte sich aus. Es war in Lowell im Jahr 1930, dass Tombaugh Pluto entdeckte, womit er eine Suche abschloss, die der Gründer des Observatory, Percival Lowell, Jahrzehnte zuvor nach einem hypothetischen „Planeten X" begonnen hatte. Tombaugh kam dorthin durch Geduld und einen Vergrößerungskomparator, nicht durch Glück.
Ein elfjähriger Junge benannte ihn
Die Benennung wurde durch Ausschuss entschieden, aber der Gewinnvorschlag kam von einem Kind. Der Name Pluto wurde von Venetia Burney vorgeschlagen, einer elfjährigen Schülerin in Oxford, England, die sich für klassische Mythologie interessierte. Sie schlug ihn ihrer Familie vor, nachdem sie von der neuen Entdeckung gehört hatte, und der Name setzte sich gegen alle anderen Alternativen durch, die das Personal von Lowell berücksichtigt hatte — eine passende Wahl für eine kleine, schwache Welt, die nach dem Gott der Unterwelt benannt ist, kalt und weit entfernt von der Sonne.
Vom neunten Planeten zum Zwergplaneten
Während des größten Teils des 20. Jahrhunderts war Pluto einfach der neunte Planet. Das änderte sich 2006. Pluto wurde jahrzehntelang als Planet angesehen, bis das Konzept des „Zwergplaneten" von der Internationalen Astronomischen Union in diesem Jahr angenommen wurde — und heute wird Pluto als das prototypische Beispiel der Kategorie betrachtet, die Welt, um die die Definition herum gebaut wurde.
Die Begründung für die Herabstufung kommt auf die Kontrolle der Nachbarschaft an. Ein Grund, warum Pluto neu klassifiziert wurde, ist, dass seine Masse nur das 0,07-fache der kombinierten Masse der anderen Objekte, die seine Umlaufbahn teilen, beträgt, während die Masse der Erde das 1,7-Millionenfache der verbleibenden Masse in ihrer Umlaufbahn ist. Die Erde hat ihre Spur um die Sonne überwiegend geleert; Pluto hat bei dieser Messung nicht annähernd die gleiche geleistet. Dieses einzelne Verhältnis ist der Unterschied zwischen „Planet" und „Zwergplanet" in der Regel der IAU.
Eine kleine Welt, auch unter Zwergen
Einmal abgesehen von der Klassifizierungsdebatte, sprechen Plutos Zahlen für sich. Sein Durchmesser beträgt 2.376,6 km und seine Masse beträgt 17,7 % der des Mondes (0,22 % der Erde), doch seine Oberfläche ist etwas größer als Russland — eine Erinnerung daran, dass selbst eine kleine Sphäre viel Boden entrollt, wenn man auf ihr steht, anstatt sie aus dem Weltall zu betrachten.
Pluto ist nicht einmal das größte Objekt seiner Art im äußeren Sonnensystem, überschattet aber immer noch Objekte näher bei der Erde: Pluto hat mehr als das doppelte Durchmesser und ein Dutzend mal die Masse des Ceres, das größte Objekt im Asteroidengürtel. Zwei Welten, beide schließlich unter „Zwergplanet" klassifiziert, getrennt durch einen Größenunterschied, den das gemeinsame Label nicht andeutet.
Charon: Ein Mond fast so groß wie sein Planet
Plutos größter Mond kam auch Jahrzehnte später von einem Blink-Komparator. Charon wurde von James Christy, Astronom des U.S. Naval Observatory, mit dem 1,55-Meter-Teleskop der Flagstaff Station des Naval Observatory entdeckt, am 22. Juni 1978, während er stark vergrößerte Bilder von Pluto auf fotografischen Platten untersuchte, die zwei Monate zuvor aufgenommen wurden.
Was die Entdeckung bemerkenswert machte, war nicht nur der Mond selbst, sondern seine Größe. Charons Durchmesser beträgt 1.212 Kilometer, etwas mehr als die Hälfte von Pluto — proportional riesig neben der Welt, die er umkreist, was genau der Grund ist, warum es Christy auf diesen vergrößerten Platten auffiel, anstatt verborgen zu bleiben.
Christy benannte den Mond Charon als wissenschaftlich klingende Version des Spitznamens seiner Frau Charlene, „Char", nachdem er zunächst am 24. Juni 1978 „Oz" vorgeschlagen hatte. Die mythologische Auslegung kam später — Charon ist der Fährmann, der Seelen über den Fluss Styx zur Unterwelt, die von Pluto beherrscht wird, trägt — aber die erste Inspiration des Astronomen war viel näher an der Heimat.
Ein Tag, der die Umlaufbahn seines Mondes entspricht
Pluto und Charon sind in einem ungewöhnlich engen Rhythmus miteinander gebunden. Plutos Rotationsdauer, sein Tag, beträgt 6,387 Erdtage. Separat umkreisen sich Charon und Pluto alle 6,387 Tage. Diese beiden Zahlen sind kein Zufall: Pluto hält das gleiche Gesicht zu Charon zugewandt, genauso wie Charon das gleiche Gesicht zu Pluto zugewandt hält, beide Körper gegenseitig gezeitenmäßig an einen gemeinsamen Rhythmus gebunden.
Diese langsame Rotation kommt mit einer extremen Neigung. Pluto rotiert auf seiner Seite mit einer Achsenneigung von 120 Grad, was seine saisonale Schwankung extrem macht: Bei seinen Sonnenwenden befindet sich ein Viertel seiner Oberfläche in ständigem Tageslicht, während ein weiteres Viertel in ständiger Dunkelheit ist. Ein Plutonischer Pol kann Jahrzehnte damit verbringen, niemals die Sonne zu sehen, um dann herumschwingen zu nichts als Tageslicht.
Eine junge, dünn umgebende Welt
Dies bringt die Geschichte zurück zu diesem fehlenden Kraterbeschuss. Pluto hat keine Krater, die für New Horizons sichtbar waren, was darauf hindeutet, dass seine Oberfläche weniger als 10 Millionen Jahre alt ist — geologisch neu nach den Standards des Sonnensystems, was bedeutet, dass etwas sie lange nach der Ära, in der die meisten Welten einfach Impactnarben ansammelten, immer wieder überarbeitet hat.
Die Luft über dieser jungen Oberfläche ist kaum vorhanden. Nach Messungen der New Horizons beträgt Plutos Oberflächenatmosphärendruck etwa 1 Pa, ungefähr eine Million bis 100.000-mal weniger als Erdatmosphärendruck. Es ist weniger eine Atmosphäre als ein Dunst, das sich an das Eis klebt, dick genug, um wissenschaftlich eine Rolle zu spielen, aber viel zu dünn, um sich wie Luft in irgendeinem vertrauten Sinne anzufühlen.
New Horizons: Der bisher einzige Besuch
Alles, was New Horizons fand, fand es auf einem einzigen Durchgang. Die Raumsonde startete am 19. Januar 2006 mit einer Geschwindigkeit von etwa 16,26 km/s relativ zur Sonne und war das schnellste von Menschen hergestellte Objekt nach Durchschnittsgeschwindigkeit in Bezug auf die Erde, das je von der Erde gestartet wurde — es brauchte jedes bisschen dieser Geschwindigkeit für eine zehnjährige Reise zu einem Ziel 39,5 AE entfernt.
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Am 14. Juli 2015 flog die New Horizons-Raumsonde an Pluto und seinen fünf Monden vorbei — der Vorbeiflug hinter jedem Nahaufnahmebild und präziser Messung in diesem Artikel, von den fehlenden Kratern bis zu Charons wahrer Größe. Passenderweise befinden sich etwa 30 Gramm von Clyde Tombaughs Asche an Bord der Raumsonde, um seiner Entdeckung von Pluto 1930 zu gedenken — der Mann, der Pluto mit einem Vergrößerungskomparator fand, bekam es Jahrzehnte später, auf der Mission, die das, was er gefunden hatte, endlich enthüllte, mit zur Reise zu nehmen.