9 november 2015
Voor een wereld die zo klein is als Pluto, vertoont de dwergplaneet een ongelooflijke diversiteit aan kenmerken, waaronder stroperige gletsjers, gebieden met vreemde kuilen, nevelsluiers en veelkleurige landschappen. Nu hebben wetenschappers van de New Horizons-missie bekendgemaakt dat het afgelegen Pluto nog meer geheimen herbergt, met mogelijke ijsvulkanen, drijvende bergen en recalcitrante manen.
Op het jaarcongres van de Division for Planetary Sciences presenteerden de onderzoekers nieuwe observaties van de sonde New Horizons, die in juli langs Pluto vloog – en wat de gegevens laten zien, had niemand kunnen verwachten. Het team krijgt “een 10 voor ontdekkingen ” en “een 4 voor voorspellingen”, zei Alan Stern, hoofdonderzoeker van de New Horizons-missie. “Het Pluto-systeem verbluft ons totaal.”
IJsvulkanen
Twee kuilen in de buurt van Pluto’s zuidpool zijn mogelijk kraters van ijsvulkanen. De kuilen liggen op de toppen van twee enorme bergen, Wright Mons en Piccard Mons. Elk van deze bergen is enkele kilometers hoog en minstens 100 kilometer breed en qua vorm vergelijkbaar met Hawaïaanse schildvulkanen. Maar in plaats van lava stoten de vulkanen op Pluto ijs uit, mogelijk stikstof- of koolmonoxideijs of een smurrie van waterijs uit een verborgen oceaan.
Jeff Moore van het Ames Research Center van de NASA zei op een presentatie tijdens het congres dat het team nog niet zeker weet of het bij deze kenmerken inderdaad om vulkanen gaat, “maar ze lijken er verdacht veel op.” Als dat zo is, dan zouden het de eerste vulkanen zijn die in het buitenste zonnestelsel zijn waargenomen. En hoewel het team de ontdekking met meer gegevens wil onderbouwen, zijn sommige leden al behoorlijk overtuigd.
Drijvende bergen
De pieken op Pluto zouden best een vergelijkbaar kunnen zijn met ijsbergen die in de oceaan drijven. Deze enorme blokken materiaal zouden uit waterijs bestaan en mogelijk drijven op een “zee” van stikstofijs, onthulde Moore. In sommige regio’s zijn de bergen zo hoog als de Rockies, maar ze dobberen op ijs van stikstof en koolmonoxide, dat een grotere dichtheid heeft dan water. “Zelfs de hoogste bergen op Pluto zouden kunnen drijven”, zei Moore tijdens zijn presentatie.
Aan de westzijde van de fameuze ijsvlakte Sputnik Planum kunnen enorme schollen waterijs zijn opgebroken en daarna opnieuw zijn gerangschikt, met als resultaat een ‘anarchistisch terrein’. Chaotische ketens van kantige blokken, waarvan sommige 40 kilometer breed en 5 kilometer hoog zijn, vormen bergen die zich langs de voor het overige gladde, jonge vlakte uitstrekken. Nieuwe analyses lijken erop te wijzen dat Sputnik Planum slechts tien miljoen jaar oud is. De vlakte ontstond “bij wijze van spreke gisteren”, zei Stern. “Het is een enorme ontdekking dat kleine planeten zó actief kunnen zijn, miljarden jaren na hun geboorte.”
Diepe breuken, verborgen oceaan
Sommige delen van het oppervlak van Pluto, zoals Sputnik Planum, zijn ongelooflijk vlak. Andere vertonen vreemde kuilen of hebben een enorm relief. Weer andere regio’s worden doorkruist door enorme breuken, zoals Virgil Fossa, ten westen van Sputnik Planum. Het lijkt erop dat deze breuken ontstonden toen Pluto uitzette en uit zijn korst (lithosfeer) scheurde. “Een langzaam afkoelende en bevriezende oceaan leidt tot uitzettingen”, legde Bill McKinnon van de Washington University in St. Louis uit. Als onder de korst van Pluto een oceaan van water ligt verborgen – zoals wetenschappers vermoeden – en die oceaan langzaam bevriest en uitzet, dan zou dat de korst van Pluto onder druk zetten en enorme breuken veroorzaken.
IJle, koude atmosfeer
Voordat de New Horizons langs Pluto vloog, dachten wetenschappers dat Pluto een ijle atmosfeer had, met een volume dat zeven- of achtmaal groter was dan Pluto zelf. Ook meenden ze dat de atmosfeer, die voornamelijk uit stikstof bestaat, in zo’n hoog tempo ontsnapt dat de dwergplaneet gedurende 4,6 miljard jaar geleidelijk een ijslaag van één kilometer dikte aan de oppervlakte zou zijn kwijtgeraakt.
Maar de New Horizons-onderzoekers geven nu toe dat ze er naast zaten. Het volume van Pluto’s atmosfeer is lang niet zo groot als ze oorspronkelijk vermoedden en de atmosfeer ontsnapt ook lang niet zo snel als ze hadden voorspeld. “In het nieuwe tempo gaat het om ruim vijftien centimeter verdwenen ijs”, zegt Leslie Young van het Southwest Research Institute. Het grootste deel van het stikstof op Pluto blijft dicht rond de dwergplaneet hangen. Deze observatie is intrigerend, maar kan worden verklaard door de aanwezigheid van waterstofcyanide in de bovenste atmosfeer van Pluto. Niemand verwachtte zulke hoeveelheden waterstofcyanide aan te treffen, maar dit zou de atmosfeer sterk hebben gekoeld, waardoor deze dicht rond Pluto bleef hangen.
Onaangepaste manen
De vier maantjes van Pluto zijn eindelijk in beeld gebracht: Nix, Styx, Kerberos en Hydra zijn, zoals alles in dit systeem, vreemder dan de wetenschappers zich hadden kunnen voorstellen. Kerberos en Hydra zien eruit alsof ze zijn samengesteld uit twee andere objecten, die langzaam aan elkaar zijn gegroeid – vergelijkbaar met de komeet in de vorm van het badeendje die momenteel door de ruimtesonde Rosetta wordt onderzocht. “Op zeker moment in het verleden moeten er méér dan vier maantjes rond Pluto hebben gedraaid – minstens zes”, verklaarde Mark Showalter van het SETI Institute op een persconferentie.
Ook vreemd is het feit dat de maantjes razendsnel om hun as draaien. Hydra wint de race, met een rotatietijd van tien uur, maar ook de andere maantjes tollen sneller dan werd verwacht. “We hebben gewoon nog geen enkel satellietsysteem gevonden dat zoiets doet”, zei Showalter. Bovendien vertoont Nix een merkwaardige, rossige krater aan één zijde, waarvoor de wetenschappers nog geen goede verklaring hebben gevonden. En Kerberos, dat volgens de experts letterlijk het zwarte schaap van het stel had moeten zijn, is even helder als zijn drie broertjes.
