21 maart 2016
Hoewel niet vaststaat dat ze er daadwerkelijk zijn geweest, vormt de aanwezigheid van vloeistoffen op Pluto een raadselachtige kwestie. De temperaturen op de bevroren wereld liggen immers ergens rond de -240 ºC. Het New Horizons-team van NASA leert echter dat Pluto allesbehalve dood of voorspelbaar is. “De onthullingen van de gegevens hebben ons niet verrast”, vertelt Jim Green van NASA. “Ze hebben ons geschokt.”
Twee bewijslijnen suggereren dat het oppervlak van de dwerg af en toe net iets natter kan zijn dan nu het geval is. Een van de lijnen is gebaseerd op de verandering van de atmosferische druk op de planeet wanneer hij zijn 248 jaar durende baan aflegt, terwijl de andere lijn afkomstig is van recente beelden die door ruimtesonde New Horizons naar de aarde werden gestuurd nadat het in juli 2015 Pluto passeerde.
Voor de beginners: de as van Pluto staat onder een hoek van ongeveer 120 graden en is zo ver gekanteld dat de noordpool feitelijk omlaag wijst (ter vergelijking: de aarde staat onder een hoek van 23 graden). Omdat Pluto om de zon cirkelt, ervaart hij een van de extreemste seizoenswisselingen in het zonnestelsel, waarbij een deel van de planeet verandert van bijna een halve eeuw compleet zonlicht naar bijna een halve eeuw diepe duisternis.
Toen wetenschappers deze seizoenswisselingen simuleerden voor een periode van miljoenen jaren – en daarbij rekening hielden dat de hoek van Pluto iets kan bewegen – realiseerden ze zich dat de stikstofatmosfeer van Pluto binnen dat tijdperk fors dikker en dunner wordt.
“De druk verandert radicaal”, vertelt hoofdonderzoeker Alan Stern van New Horizons. Vandaag de dag is de atmosferische druk van Pluto volgens hem ‘ongewoon laag’; hij kan op het maximumniveau meer dan 20.000 keer zo hoog zijn als nu het geval is.
Dat betekent dat oppervlaktetemperaturen genoeg moeten schommelen om te knoeien met de stikstof op het oppervlak van Pluto, waardoor het van een bevroren vaste stof verandert in een gas. Soms nemen de temperatuur en druk bovendien genoeg toe om vloeibaar stikstof over het oppervlak te laten stromen.
De laatste keer dat de temperaturen hoog genoeg waren om stikstof te laten smelten, moet zo'n 800.000 jaar geleden zijn geweest, toen de uitlijning van de baan van Pluto tot het warmste klimaat op de planeet leidde, vertelt Richard Binzel van MIT. “Pluto bevindt zich nu in een tussenfase tussen de klimaatuitersten.”
Voormalig meer op de dwergplaneet?
Toen het New Horizons-team de beelden bestudeerde die door het ruimtevaartuig werden verstuurd, ontdekten wetenschappers oppervlaktekenmerken die eruitzagen alsof ze waren doorkruist door vloeistoffen. “We zien iets wat voor een groot deel van ons team op een voormalig, nu bevroren meer lijkt”, vertelt Stern. Dat meer, dat zich net ten noorden bevindt van de ijsvlakte Sputnik Planum, zou ongeveer 32 kilometer lang zijn. Er zijn echter ook vertakkende rivierbeddingen en kronkelende geulen die gevormd kunnen zijn door een soortgelijke vloeistof.
Hoewel het niet helemaal duidelijk is wat voor soort vloeistof er af en toe over het oppervlak van een wereld op miljarden kilometers van de zon kan druppelen, vormt stikstof een goede gok. Anderzijds kan het ook gaan om neon, moleculaire zuurstof of moleculair helium, maar het is niet waarschijnlijk dat deze soorten in voldoende mate aanwezig zijn om de waargenomen kenmerken te veroorzaken.
Zolang Pluto zijn ovale baan rondom de zon blijft volgen, zal er sprake zijn van forse temperatuurschommelingen, waardoor misschien over miljoenen jaren opnieuw bevroren stikstof wordt opgewekt en door geulen en beddingen wordt gestuurd.
