Viele Himmelskörper im Kuipergürtel jenseits der Neptunbahn sehen rötlich aus. Das Warum beschäftigt Forscherinnen und Forscher schon lange. Nun legt ein Team eine mögliche Erklärung für die Rotfärbung der Objekte vor.

Seit langem rätseln Astronomen, warum viele der eisigen Objekte im Kuipergürtel jenseits der Neptunbahn eine rötlich gefärbte Oberfläche besitzen. Jetzt glauben drei Forschende aus den USA eine Lösung gefunden zu haben: Eisvulkanismus könnte die Ursache sein. Dabei trete auch Methan aus dem Inneren der Himmelskörper aus, wandle sich unter dem Einfluss der kosmischen Strahlung in schwerere Moleküle um und lagere sich dann als rötlicher Belag auf der Oberfläche der Asteroiden ab, schreibt das Forscherteam im Fachblatt "Nature Communications".

Wissen 29.03.22

Blick auf den Pluto "New Horizons"-Bilder zeigen Eisvulkane

Stephanie Menten, Michael Sori und Ali Bramson von der Purdue University stießen auf diese Erklärung, als sie sich mit dem großen Mond Charon des Zwergplaneten Pluto befassten. Auch dieser zeigt eine auffällige rote Färbung, jedoch nur an seinen Polen. Bislang gingen Planetenforscher davon aus, dass diese roten Polkappen durch Methan entstehen, das aus der Pluto-Atmosphäre in den Weltraum entweicht. Ein Teil davon wandert zum Mond Charon und lagert sich dort - bedingt durch die Rotation der beiden Himmelskörper - an den Polen ab. Die Teilchen der kosmischen Strahlung, so dachte man, lösen chemische Reaktionen aus, die über lange Zeiträume zur Bildung schwererer organischer Moleküle wie etwa Tholin führen - und diese verursachen die rötliche Färbung.

Methan im Eismagma

"Doch auch auf ähnlich großen Objekten im Kuipergürtel, die nicht an einen Zwergplaneten gebunden sind, gibt es solche aus Methan entstandene Moleküle", erläutern Menten und ihre Kollegen. Deshalb erschien ihnen diese Erklärung zu kurz zu greifen - und sie machten sich auf die Suche nach einer Ursache, die ohne einen weiteren Himmelskörper auskommen sollte.

Die naheliegende Idee: Das Methan stammt aus dem Inneren der rötlich gefärbten Objekte selbst. Tatsächlich gibt es auf Charon Spuren von Kryovulkanismus - also Vulkanismus, bei dem nicht heißes Gesteinsmagma, sondern ein Gemisch aus gefrorenem und flüssigem Wasser aus dem Inneren an die Oberfläche dringt. Dieses Eismagma enthält auch Methan, dass bei kleineren Himmelskörpern zwar schnell ins Weltall entweicht. Aber ein kleiner Anteil lagert sich doch als Methan-Eis auf der Oberfläche ab und ist dort dann der kosmischen Strahlung ausgesetzt.

Menten und ihre Kollegen haben ausgerechnet, dass der Kryovulkanismus insgesamt über eine Billion Tonnen Methan an die Oberfläche von Charon transportiert hat - und dass sich dieses Methan bevorzugt an den Polen abgelagert haben sollte. Diese Menge reicht aus, um die rötliche Färbung der Pole auch ohne den Einfluss von Pluto zu erklären. Und ein solcher Prozess sei auch auf anderen Objekten des Kuipergürtels möglich, so das Forscherteam: "Das Ausströmen von Methan aus dem Inneren könnte also ein häufiger und wichtiger Prozess im gesamten Kuipergürtel sein."