Mit neuer Technologie über die Grenzen des Weltalls hinaus
Europäische Astronomen haben Kohlenmonoxid in der Atmosphäre des größten Neptunmondes Triton entdeckt. Ihre Entdeckung war dank neuester Technologie möglich geworden, unter anderem mit der allerersten Infrarotanalyse der Atmosphäre des Tritons. Die Forscher konnten auch zum ersten Mal vom Erdboden aus Methan nachweisen. Mit den Ergebnissen, die in der Fachzeitschrift Astronomy & Astrophysics erschienen, werden die Astronomen in den kommenden Jahrzehnten mit der umfassenden Beobachtung des Triton beginnen. Seit seiner Entdeckung im Jahr 1846 hält Triton Astronomen im Bann. Er ist der größte der 13 Neptunmonde und der siebtgrößte Mond unseres Sonnensystems - und etwa 75% größer als unser Erdenmond. Am faszinierendsten finden Astronomen die verschiedenen Formen von Eis, die auf seiner Oberfläche entdeckt wurden, darunter gefrorener Stickstoff, Wasser und Trockeneis (gefrorenes Kohlendioxid), seine geologischen Aktivitäten und seine einmalige Rückwärtsdrehung. Neptun rotiert in umgekehrter Richtung seines Planeten und ist damit der einzige Mond in unserem Sonnensystem mit diesem Verhalten. Neptun benötigt für einen Umlauf um de Sonne 165 Erdenjahre, was bedeutet, dass eine Jahreszeit auf Triton rund 40 Jahre dauert. Die Infrarotanalyse zeigte, dass derzeit auf der Südhalbkugel des Mondes Sommer herrscht. Da sich die Südhalbkugel erwärmt, verdampft die Eisschicht aus Stickstoff, Methan und Kohlenmonoxid und nimmt einen gasförmigen Zustand an, wodurch die sonst dünne Atmosphäre des Mondes dichter wird. Die Beobachtungen des Teams wurden durch die Entwicklung des Cryogenic High-Resolution Infrared Echelle Spectrograph (CRIRES) am größten Teleskop der Welt, dem Very Large Telescope (VLT) der ESO, möglich. Die Infrarotanalyse bewies, dass die Wärme der Sonne auf Triton noch zu spüren ist, selbst wenn die durchschnittliche Oberflächentemperatur bei frostigen -235°C liegt. Der Erstautor der Studie, Emmanuel Lellouch, von LESIA (Laboratoire d'Études Spatiales et d'Instrumentation en Astrophysique) am Observatoire de Paris, Frankreich, sagte: "Wir haben deutliche Hinweise darauf gefunden, dass sich der Einfluss der Sonne auf Triton noch deutlich bemerkbar macht - und das trotz der großen Entfernung zwischen den beiden Himmelskörpern. Auf diesem Eismond gibt es damit Jahreszeiten ähnlich wie auf der Erde, allerdings mit dem Unterschied, dass sie sich viel länger hinziehen." Die Astronomen wussten bereits, dass es auf Triton Kohlenmonoxid gibt, doch nun lernte das Team, dass die Oberfläche des Mondes mit kohlenmonoxidhaltigem Eis bedeckt ist, das die Atmosphäre anreichert. Die Atmosphäre des Mondes besteht hauptsächlich aus Stickstoff, doch auch der Methangehalt, der zum ersten Mal von der Voyager-2-Sonde festgestellt und in dieser Studie bestätigt wurde, spielt eine wichtige Rolle. "Nachdem wir dort Kohlenmonoxid gefunden und den Methangehalt neu bestimmt haben, müssen Tritons Klima- und Atmosphärenmodelle neu berechnet werden", kommentierte Koautorin Catherine de Bergh von LESIA. Die Atmosphäre von Triton zu messen, ist für die Astronomen keine einfache Aufgabe, da der Mond ungefähr dreißig Mal so weit von der Sonne entfernt ist wie die Erde. In den 1980er Jahren herrschte unter Astronomen noch die Annahme, dass seine Atmosphäre ungefähr so dicht sein könnte wie die des Mars (7 Millibar). Als 1989 dann Voyager-2 an Triton vorbeiflog, stellte sich heraus, dass die geringen Mengen an Stickstoff und Methan einen Atmosphärendruck von 14 Mikrobar erzeugten, und damit ist seine Atmosphäre 70.000 Mal dünner als die der Erde. Seitdem wurden von der Erde aus nur wenige Beobachtungen durchgeführt. Erst die Entwicklung von CRIRES bot die Gelegenheit für eine genauere Untersuchung. "Ohne die Empfindlichkeit und das Leistungsvermögen von CRIRES hätten wir die hoch aufgelösten Spektren nicht erhalten können, die nötig sind, um die dünne Atmosphäre zu analysieren", sagte Koautor Ulli Käufl von ESO. Die Entwicklung von CRIRES ist für die Astronomen ein erster Schritt, um mit der Messung entfernter Himmelskörper im Sonnensystem zu beginnen. "Wir können ab sofort Tritons Atmosphäre regelmäßig untersuchen und so in Erfahrung bringen, wie er sich im Laufe seiner Jahreszeiten verändert", ergänzt Emmanuel Lellouch.
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