Der Mond des Zwergplaneten Makemake

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1 Der Mond des Zwergplaneten Makemake [22. Juni] Mithilfe neuer Beobachtungen haben Astronomen bei einem von fünf Zwergplaneten [1] im äusseren Bereich unseres Sonnensystems [1] einen kleinen, lichtschwachen Mond entdeckt. Dabei handelt es sich nicht um den Zwergplaneten Pluto [1], sondern um den zweithellsten Zwergplaneten des Kuiper-Gürtels [1], den Zwergplaneten Makemake [1]. Die Bezeichnung stammt von dem Schöpfungsgott der Rapa Nui [1] auf den Osterinseln [1]. Der Kuiper-Gürtel umfasst ein Reservoir von Überbleibseln der Entstehung des Sonnensystems vor rund 4,5 Milliarden Jahren. Er beherbergt 5 Zwergplaneten (Abb. 1). Abb. 1 Übersicht der 5 bekannten Zwergplaneten mit ihren Monden. Der Zwergplanet Makemake ist nur einer von insgesamt fünf Zwergplaneten, bei denen man bisher einen oder mehrere Monde entdecken konnte. Plutos Monde sind in dieser Darstellung unvollständig. NASA/JPL Wo ist Makemake? Makemake ist ein eisiger Himmelskörper mit einem Durchmesser von rund Kilometern. Er umkreist die Sonne auf einer Bahn, die sich weit ausserhalb der des Plutos befindet (Abb. 2). Makemake wurde erst im Jahr 2005 entdeckt.

2 Abb. 2 Schematische Darstellung der Bahn des Zwergplaneten Makemake. Die Bahn des zweithellsten Zwergplaneten Makemake (pinkfarbener Kreis) befindet sich im äusseren Sonnensystem und ist wesentlich kreisförmiger als die des Zwergplaneten Pluto [1]. Die Bahn befindet sich über einen grossen Bereich ausserhalb der Bahnen von Pluto und Neptun [1]. Ganz aussen befindet sich die Bahn des Zwergplaneten Eris [1]. Im Zentrum befindet sich die Sonne (gelb). SkyTel Ein Zwergplanetenmond Die ersten Aufnahmen des neu entdeckten Mondes mit der vorläufigen Bezeichnung S/2015 (136472) [1], kurz MK 2 [1], gelangen mithilfe des Weltraumteleskops Hubble (HST) [1] bereits im April 2015 (Abb. 3). Das HST kann mithilfe moderner Detektoren und einer enorm grossen Auflösung [1] selbst lichtschwache Himmelsobjekte in der Nähe von hellen Objekten entdecken. Abb. 3 Entdeckungsaufnahme des Mondes um den Zwergplaneten Makemake. Mithilfe des Weltraumteleskops Hubble konnte der Mond (Pfeil) um den Zwergplaneten Makemake entdeckt werden. NASA/ESA/A. Parker/SwRI Bei der Entdeckung des Mondes nutzten die Forscher die gleiche Technik, die zuletzt zur Entdeckung der kleinen Plutomonde in den Jahren 2005, 2011 und 2012 verholfen hatte. Bisherige Versuche konnten keinen Mond des Zwergplaneten Makemake entdecken. Die verspätete Meldung der Entdeckung resultiert nicht zuletzt aus dem geringen Durchmesser des Trabanten. MK 2 misst lediglich rund 160 Kilometer. Zudem ist der Mond so dunkel wie Holzkohle; seine Bahn um den Zwergplaneten befindet sich genau in der Ebene der Erdbeobachter (Abb. 4). MK 2 ist etwa mal lichtschwächer als Makemake.

3 Abb. 4 Künstlerische Darstellung des Zwergplaneten Makemake und seines neu entdeckten Mondes. Das Zwergplanet-Mond-System befindet sich inmitten des Kuiper-Gürtels aus zahlreichen kleinen Himmelskörpern. Der kleine Mond MK2 konnte 11 Jahre nach der Entdeckung seines Zwergplaneten aufgefunden werden. Die Entdeckung gestaltete sich aufgrund seines geringen Durchmessers sowie der dunklen Oberfläche als schwierig. NASA Diese Gegebenheiten sorgen dafür, dass sich der Mond während der meisten Zeit auf seiner Bahn um Makemake vor dem hellen Planeten befindet und somit nicht beobachtbar ist. Noch ist unklar, welche geometrische Form der Mond besitzt. Wahrscheinlich umkreist der den Zwergplaneten in einer Entfernung von mindestens Kilometern. Falls die Bahn des Mondes MK 2 kreisförmig ist, benötigt er mindestens 12 Tage, um Makemake zu umrunden. Das Zwergplanet-Mond-System Makemake Die Entdeckung des Mondes kann wertvolle Information über das Zwergplanet- Mond-System liefern: Die Astronomen wollen MK 2 nun verstärkt beobachten und die Masse sowie die chemische Zusammensetzung des Systems Makemake-MK 2 bestimmen. Mithilfe dieser Messungen hoffen die Forscher auch die Geschichte des Paars zu verstehen. Falls die Bahn des Mondes um den Zwergplaneten sehr langgezogen ist, könnten beide Himmelskörper an unterschiedlichen Orten entstanden und MK 2 vor einigen Milliarden Jahren - als das Sonnensystem jung war - aus dem Kuiper-Gürtel gravitativ eingefangen worden sein. Dagegen würde eine kreisförmige Bahn des Mondes darauf hinweisen, dass beide Himmelskörper zusammen entstanden sind - möglicherweise als Ergebnis einer Kollision zwischen Makemake und einem anderen Objekt des Kuiper-Gürtels.

4 Aufklärung Die Entdeckung könnte ein Mysterium lösen: bisherige Infrarotbeobachtungen [1] des Zwergplaneten zeigten eine insgesamt helle und sehr kalte Oberfläche, auf der einige Bereiche wärmer erschienen als andere. Bisher wurden diese Beobachtungen damit interpretiert, dass die Sonne einige dunkle Oberflächenbereiche des Zwergplaneten stärker erwärme als andere. Dieser Effekt sollte dafür sorgen, dass die Helligkeit des Zwergplaneten mit jeder Rotation variiert. Jedoch wurde das bisher nicht beobachtet. Abb. 5 Künstlerische Darstellung des Zwergplaneten Makemake und seines neu entdeckten sehr dunklen Mondes MK 2. Die Oberfläche des neu entdeckten Mondes MK 2 ist sehr dunkel. Bisher ist unklar, weshalb das so ist. NASA/ESA/A. Parker/SwRI Die Erklärung der dunklen Oberfläche des Mondes MK 2 ist nicht einfach: möglicherweise ist der Mond zu klein, um eine permanente helle Eiskruste halten zu können, wenn diese unter dem Einfluss des Sonnenlichtes sublimiert [1]. Damit würde der Mond der Gruppe der Kometen [1] und anderen Kuiper- Objekten ähneln, die meist ebenfalls mit sehr dunklem Material bedeckt sind. Die Entdeckung des Mondes eines weiteren Zwergplaneten zeigt eine weitere Parallele zum Zwergplaneten Pluto. Beispielsweise sind beide Objekte mit gefrorenem Methan [1] bedeckt; das stützt zudem die These, dass sämtliche dieser Objekte Monde besitzen. Die Entdeckung des Mondes MK 2 öffne ein neues Kapital der berggleichenden Planetologie [1] des äusseren Sonnensystems, so die beteiligten Forscher. Die bisherigen Infrarotbeobachtungen besaßen jedoch eine zu geringe Auflösung, um den Mond und den Zwergplaneten auflösen zu können.

5 Möglicherweise handelt es sich bei den beobachteten warmen Regionen auf dem Zwergplaneten Makemake jedoch lediglich um den Einfluss seines Mondes, wenn dieser sich auf seiner Bahn vor Makemake befindet. Ausblick und neue Fragen Die Tatsache, dass auch der Zwergplanet Makemake einen Mond besitzt, ist sehr interessant. Die Zwergplaneten Pluto und Eris sowie Haumea [1], ein grosses trans-neptunisches Objekt (TNO) [1], besitzen Monde, andere TNOs - wie Sedna [1] oder 2007 OR 10 [1] - dagegen offenbar nicht. Können wir die Monde von Sedna und 2007 OR 10 einfach nur nicht sehen, weil sie zu klein sind und sich zu nah an ihren TNOs befinden oder besitzen die Objekte keine Monde? Zur Klärung dieser und anderer Fragen sind weitere hochauflösende Beobachtungen notwendig. Es scheint als lernen immer noch viel grundlegend Neues über unser Sonnensystem, insbesondere über dessen Aussenbereiche. Die Entdeckung des Mondes MK 2 zeigt erneut, dass die betreffenden Bereiche des Planetensystems nicht nur sehr weit entfernt von uns sind, sondern zudem sehr dunkel und schwierig zu beobachten. Ein kleiner kalter und entfernter Mond, der einen kleinen Eisball umkreist scheint keine grosse Bedeutung zu haben, jedoch handelt es sich um ein weiteres Puzzleteil zum Verständnis der Entstehung und Entwicklung unseres Sonnensystems. Falls Sie Fragen und Anregungen zu diesem Thema haben, schreiben Sie uns unter kontakt@ig-hutzi-spechtler.eu Ihre IG Hutzi Spechtler Yasmin A. Walter Quellenangaben: [1] Mehr Information über astronomische Begriffe [2] Science (25 Apr 2016)