Hoge ijsbergen op Pluto, een diepe canyon op Charon

Nieuwe meer gedetailleerde foto's die de Amerikaanse ruimtesonde New Horizons heeft doorgestuurd, blijken een aantal verrassingen te bevatten. Zo zijn er op Pluto hoge en jonge bergen van waterijs, en is er op de grootste maan van Pluto, Charon, een zeer diepe canyon.
De bergen op Pluto (foto: NASA-JHUAPL-SwRI)

De Amerikaanse ruimtevaartorganisatie NASA heeft de nieuwe foto's voorgesteld in Maryland, waar het team van de New Horizons-missie gehuisvest is.

De onderzoekers waren zeker niet teleurgesteld door de foto's, integendeel. "Ik denk niet dat iemand van ons gedacht kon hebben dat het zo'n mooie speelgoedwinkel zou zijn", zei Alan Stern, de belangrijkste onderzoeker. "Het Pluto-systeem is fantastisch."

Will Grundy van het Lowell Observatory voegde daaraan toe: "Dit is waar we voor gekomen zijn". Maar hij werd verbeterd door de tweede in rang onder de geleerden, Cathy Olkin: "Dit overtreft waarvoor we gekomen zijn".

De foto's die nu vrijgegeven zijn, zijn gecomprimeerd, om het versturen naar de aarde sneller en makkelijker te laten verlopen. De niet gecomprimeerde, nog meer gedetailleerde foto's zitten voorlopig nog in de computers van de sonde en zullen later verstuurd worden.

Jonge bergen

Nieuwe close-up beelden van een gebied in de buurt van de evenaar van Pluto tonen een enorme verrassing voor de onderzoekers: een keten van jonge bergen die wel 3.500 meter oprijzen boven het oppervlak van de ijzige planeet (foto boven het artikel en hieronder).

Volgens de onderzoekers werden de bergen waarschijnlijk zo'n 100 miljoen jaar geleden gevormd, en mogelijk is het proces dat hen gevormd heeft, nog steeds aan de gang. Dat laat vermoeden dat het gebied, dat minder dan een procent van het oppervlak van Pluto beslaat, nog steeds geologisch actief is.

Onderzoeker Jeff Moore van het team voor Geologie, Geofysica en Beeldvorming, baseert de jonge leeftijd van de bergen op het feit dat er geen kraters op te zien zijn. Dit gebied moet waarschijnlijk, zoals de rest van Pluto, gedurende miljarden jaren bestookt zijn met ruimte-afval en moet ooit bedekt met kraters geweest zijn.  Dat dit nu niet het geval is, wijst er op dat recente activiteit het gebied een facelift heeft gegeven en de littekens heeft uitgevaagd. "Dit is een van de jongste oppervlakken die we ooit gezien hebben in het zonnestelsel", zei Moore op de NASA-website.

De "ijsbergen" op Pluto met schaal. 50 miles is 80,5 kilometer (foto: NASA-JHUAPL-SwRI).

Waterijs

In tegenstelling met de ijzige manen van de reuzenplaneten, kan Pluto niet verwarmd wordt door de interactie met de zwaartekracht van een veel grotere planeet, en dus moet een ander proces de bergen vormen.

"Dit kan ons ertoe aanzetten om opnieuw na te denken over wat de krachten zijn achter geologische activiteit op vele andere ijzige werelden', zei John Spencer van het Southwest Research Institute. 

De bergen bestaan waarschijnlijk uit waterijs, dat de kern uitmaakt van Pluto.

Hoewel methaanijs en stikstofijs het grootste deel van het oppervlak van Pluto bedekken, zijn die materialen niet sterk genoeg om bergen te vormen. In de plaats daarvan moet een harder materiaal, zoals waterijs, de pieken gevormd hebben.

"Bij de temperaturen die op Pluto heersen, gedraagt waterijs zich zoals rotsen", zei Bill McKinnon van de Washington University. Pluto bevindt zich ontzettend ver van de zon en is dan ook een van de koudste grote objecten in het zonnestelsel. Als de dwergplaneet het dichtst bij de zon staat, kunnen de temperaturen zo'n min 223 graden halen, als ze het verst staat, kunnen ze dalen tot min 233 graden.  

De close-ups zijn gemaakt zo'n 15 uur voor New Horizons Pluto het dichtst genaderd was, toen de sonde nog 770.000 kilometer van het oppervlak van de dwergplaneet verwijderd was.

Methaanijs op Pluto

De nieuwste beelden in het infrarood-spectrum van de Ralph-camera van New Horizons tonen een overvloed aan methaanijs, maar met opvallende verschillen tussen verschillende plaatsen op het bevroren oppervlak.

"We hebben net ontdekt dat in de noordelijk poolkap, het methaanijs verdund is in een dikke, doorschijnende plaat van stikstofijs, wat resulteert in een sterke absorptie van het infrarode licht", zei onderzoeker Will Grundy.

In een van de - in gewoon licht - donkere vlekken nabij de evenaar, neemt het methaanijs veel minder infrarood op, wat wijst op een heel andere textuur van het ijs. "Het spectrum ziet er uit alsof het ijs minder verdund is in stikstof", zei Grundy, "of dat het een andere textuur heeft in dat gebied."

Ook op aarde zijn er verschillende texturen te vinden van een zelfde bevroren substantie, zoals een zachte laag sneeuw die helder wit is, en het compacte ijs aan de polen of in gletsjers dat blauw ziet.

De foto werd genomen op 12 juli, in drie verschillende spectra van infrarood, die niet zichtbaar zijn voor het menselijk oog en die elk een andere kleur kregen op de foto. (Foto: NASA-JHUAPL-SwRI)

Een diepe canyon op Charon

Op deze foto van de grootste maan van Pluto, Charon, zijn opvallende nieuwe details te zien. 

Van links naar rechts strekt zich een reeks van kliffen en troggen uit over zo'n 1.000 kilometer, wat wijst op een uitgebreide breuk in de korst van Charon, waarschijnlijk als gevolg van processen binnenin. Rechtsboven, aan de gebogen rand van de maan, is een canyon te zien waarvan gedacht wordt dat hij 7 tot 9 kilometer diep is. Dat is flink wat dieper dan de Grand Canyon in de VS die nog geen twee kilometer haalt.

De onderzoekers van New Horizons zijn ook verbaasd door het klaarblijkelijke gebrek aan kraters op Charon. Ten zuiden van de evenaar van Charon, aan de onderkant van de foto, wordt het oppervlak verlicht door de schuin invallende zonnestralen. Die veroorzaken schaduwen die het makkelijker maken om de topgrafische details te onderscheiden, en zelfs daar zijn relatief weinig kraters te zien. Dat wijst op een relatief jong oppervlak dat door tamelijk recente geologische activiteit vervormd is.

De donkere vlek op het noordpoolgebied van Charon blijkt een niet scherp afgelijnde grens te hebben, wat laat vermoeden dat het gaat om een dunne afzetting van donker materiaal.

De foto is genomen door de LORRI-camera van New Horizons op 13 juli vanop een afstand van 466.000 kilometer. (Foto: NASA-JHUAPL-SwRI)

Hydra geeft zich bloot

Sinds haar ontdekking in 2005 is Hydra, de kleinste maan van Pluto, enkel bekend als een onscherp vlekje, waarvan de vorm en de grootte niet bekend waren, en ook niet of en hoeveel licht ze weerkaatste. 

En ook al ziet deze foto van Hydra er voor een leek niet geweldig uit, voor de onderzoekers maakt ze heel veel duidelijk. Hydra blijkt de vorm van een aardappel te hebben en is 43 kilometer lang en 33 kilometer breed.

Het oppervlak van het kleine maantje blijkt duidelijke verschillen te vertonen in de mate waarin het het licht weerkaatst. Hydra weerkaatst minder licht dan Pluto, maar meer dan Charon, zo blijkt. Waarschijnlijk is het oppervlak van Hydra, net als dat van Charon, bedekt met waterijs, het meest voorkomende ijs in het universum.

"New Horizons heeft eindelijk de belangrijkste fysische eigenschappen van Hydra kunnen vastleggen", zei Hal Weaver die de wertenschappelijke kant van de LORRI-camera leidt. "We gaan Hydra zelfs nog beter kunnen zien in de beelden die nog moeten komen."

De foto is genomen met de LORRI-camera van New Horizons toen de ruimtesonde nog zo'n 640.000 kilometer van Hydra verwijderd was. (Foto: NASA-JHUAPL-SwRI)