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Plutos vier winzige Monde wurden möglicherweise nicht gleichzeitig mit ihrem größeren Geschwister Charon geboren., Während frühere Studien vorhersagten, dass alle fünf natürlichen Satelliten von Pluto sprangen, nachdem ein riesiger Aufprall in den Zwergplaneten eingeschlagen war, deuten neue Forschungen darauf hin, dass eine zweite, nachfolgende Kollision die kleinsten Satelliten gebildet haben könnte.

Die Forschung, durchgeführt von Benjamin Bromley (Universität Utah) und Scott Kenyon (Zentrum für Astrophysik, Harvard Smithsonian), erscheint im August Astronomical Journal (vollständiger Vordruck hier).

Monde machen

Charon wurde erstmals 1978 entdeckt., Der Mond ist im Vergleich zu seinem Planeten so groß, dass der Schwerpunkt des Paares außerhalb von Pluto liegt, was viele dazu veranlasst, die beiden als binäres System zu bezeichnen. Die vier kleineren Monde des Systems — Styx, Nix, Kerebos und Hydra — wurden erst 2006 entdeckt, nachdem die New Horizons-Mission der NASA bereits ihre jahrzehntelange Reise zum äußeren Sonnensystem begonnen hatte.

Bereits in den 1980er Jahren hatten Forscher vorgeschlagen, dass Charon zusammenkam, nachdem ein Objekt in Pluto eingeschlagen war. Andere Simulationen deuteten darauf hin, dass die vier kleineren Monde durch denselben Aufprall zerstört werden könnten. Aber es gab ein paar Probleme mit dem letzteren Szenario.,

„Wenn sich die kleinen Monde mit Pluto und Charon bildeten, hätten sie Schwierigkeiten, die sich ändernden Gravitationszüge zu überleben, da Pluto und Charon sich von ihrem dramatischen Ursprung aus niederließen“, erklärt Bromley. Die starken Gezeiteninteraktionen des Paares drückten sie nach ihrer Bildung langsam auseinander und zirkulierten ihre Umlaufbahnen. „Die Auswirkungen dieses äußeren Tanzes — und seines Gravitationsstoßes und — Ziehens-hätten die Region, in der sich heute einige der Monde befinden, ausgerottet“, fügt Bromley hinzu.,

New Horizons-Teammitglied Mark Showalter, der die Beobachtungskampagne leitete, die zwei der Monde entdeckte, aber nicht an der aktuellen Studie beteiligt war, formulierte es einfach: „Es ist schwer, das Material dorthin zu bringen und es ist schwer, es dort zu behalten.“

Angeregt durch die neuen Beobachtungen beschloss Bromley zu untersuchen, ob die vier Satelliten in einem zweiten Smashup geboren werden könnten., In Zusammenarbeit mit Kenyon stellte Bromley fest, dass ein Impaktor von mindestens 1018 Kilogramm, der etwa 1.000 Mal weniger massiv ist als Pluto oder Charon, die vier Monde von der Oberfläche einer der binären Welten geschnitzt haben könnte.

„Dies scheint eine elegante Lösung für die Probleme mit den früheren Modellen zu sein“, sagt Showalter.

„Eine elegante Lösung“

Viele Jahre lang erschienen die beiden eng umkreisenden Welten als ein einziges Objekt, bis der Astronom James Christy erkannte, dass Pluto in einigen Bildern länglich erschien — und dass die Dehnung die Richtung über Plutos Rotationsperiode änderte.,

Pluto und Charon sind in Radius und Masse ungefähr gleich groß, aber als New Horizons 2015 vorbeiflog, zeigte sich, dass die beiden Welten ziemlich unterschiedlich sind. Während Pluto mit Methaneis überzogen ist, ist Charon meist Gestein, mit nur einem Fleck von rotem Eis auf seiner Oberfläche. Teile von Pluto hatten nur wenige Krater, was darauf hindeutet, dass sich seine Oberfläche weiter entwickelt, lange nachdem Wissenschaftler dachten, sie wäre eingeschlafen. Charon hingegen verfügt über eine Kraterlandschaft, die wahrscheinlich so alt ist wie das Sonnensystem selbst.,

New Horizons erhaschte auch einen kurzen Blick auf die vier winzigen Monde und enthüllte ihre schnellen Drehungen und ungewöhnlichen, gekippten Orientierungen.

Fasziniert beschlossen Bromley und Kenyon, das klassische Modell, das die Bildung aller fünf Monde aus demselben Aufprall forderte, erneut zu untersuchen. Die Geburt der kleinen Monde erfordert einen Aufprall, der mindestens 1018 Kilogramm Material von Charon auswerfen würde (ähnlich der Masse des Schlagkörpers selbst), obwohl Unsicherheiten über die Zusammensetzung des Schlagkörpers und von Charon die Genauigkeit der Schätzung beeinflussen., Die Forscher versuchten herauszufinden, wie groß ein solches Objekt sein würde.