Pluto verjongt zijn ijzig oppervlak

IJsvlakten op het Pluto-oppervlak zijn vrij van inslagkraters. Dat landschap is ‘recent’ ontstaan. Wellicht is er nog steeds geologische activiteit.

Door onze medewerker

De verre dwergplaneet Pluto was de afgelopen 100 miljoen jaar nog geologisch actief. Er is dan ook een verrassende wirwar aan landschappen te zien. Dat levert de analyse van de eerste beelden en meetgegevens op die de ruimtesonde New Horizons naar de aarde heeft gezonden. De resultaten ervan staan vandaag in Science.

New Horizons scheerde op 14 juli langs Pluto en diens grote maan Charon. De sonde naderde het oppervlak van de 2.374 kilometer grote dwergplaneet tot op 12.500 kilometer.

De ruimtesonde bekeek de helft van Pluto, het halfrond dat tijdens het bliksembezoek door de zon werd verlicht. Dit deel van de dwergplaneet wordt gedomineerd door een 1.800 bij 1.500 kilometer grote ijsvlakte die Tombaugh Regio heet – naar Clyde Tombaugh, de astronoom die Pluto in 1930 heeft ontdekt.

Het gebied rond Tombaugh Regio vertoont talrijke inslagkraters die vaak sterk ‘vervallen’ of opgevuld zijn. Vooral het donkere gebied Cthulhu Regio is zeer kraterrijk. Het betekent dat dit gebied al lang geleden gevormd is en aanzienlijk ouder is dan Tombaugh Regio. De vage grens tussen een geologisch ‘oud’ en ‘jong’ landschap leggen de onderzoekers bij ongeveer 100 miljoen jaar.

Op de vlakke westelijke helft van ijsvlakte Tombaugh Regio – Sputnik Planum – liggen plaatselijk steile, twee tot drie kilometer hoge bergen, ook van ijs. Berekeningen laten zien dat de ijssoorten die het meest op het Pluto-oppervlak voorkomen (bevroren stikstof, koolstofmonoxide en methaan) niet sterk genoeg zijn om het grote gewicht van deze bergen te kunnen dragen. De wetenschappers concluderen dat er onder het zwakke oppervlakte-ijs een stevig ‘fundament’ zit – waarschijnlijk hard ijs.

Anders dan Cthulhu Regio vertoont Sputnik Planum helemaal geen kraters. Dit gebied is dus geologisch ‘jong’. Opvallend aan deze vlakte zijn de veelhoekige en ellipsvormige patronen in het ijs. Mogelijk zijn deze ontstaan door krimp (zoals bij opdrogende modder) of doordat het ijs omhoog is gedrukt door opstijgend, relatief warm stikstofijs.

De grote verschillen in kraterdichtheid wijzen erop dat delen van het oppervlak in het betrekkelijk recente verleden zijn ‘ververst’ door geologische processen zoals erosie of tektoniek. Geschat wordt dat de oudste landschappen een paar honderd miljoen jaar oud zijn. De onderzoekers weten nog niet waar de energie (of de warmte) vandaan komt die deze processen aandrijft.

Het oppervlak van de grote maan Charon – middellijn 1.212 kilometer – is net zo complex als dat van Pluto. Aan de rand van het halfrond dat door New Horizons in beeld is gebracht, is een minstens drie kilometer diepe kloof te zien. Dat wijst erop dat het keiharde waterijs dat overal op Charon te zien is zich niet tot een dunne oppervlaktelaag beperkt.

Donker keppeltje op de noordpool

Een andere opvallende structuur op Charon is het donkere ‘keppeltje’ op zijn noordpool. Het donkerste gedeelte van deze vlek, die ruwweg twee keer zo weinig zonlicht weerkaatst als de rest van het oppervlak, heeft een middellijn van 275 kilometer. Hoe deze structuur is ontstaan, is nog onduidelijk, maar voorlopig wordt de oorzaak gezocht bij een grote inslag of tektonische activiteit.

Ook over twee van de vier kleine maantjes van Pluto, Nix en Hydra, is door New Horizons wat meer bekend. Het opmerkelijkst is maantje Hydra dat, net als de komeet ‘67P’ die momenteel door de Europese ruimtesonde Rosetta wordt onderzocht, een beetje op een badeendje lijkt.

Verrassend genoeg bestaat het oppervlak van beide maantjes uit relatief schoon waterijs. Dat is vreemd, omdat de inwerking van straling en meteorietinslagen er mettertijd voor zou moeten zorgen dat hun oppervlak roder en donkerder wordt. Onduidelijk is hoe het tweetal hun jeugdige uiterlijk heeft weten te bewaren.

In de maanden vóór zijn aankomst bij Pluto heeft New Horizons tevergeefs uitgekeken naar nog onontdekte maantjes. Dat dit niets heeft opgeleverd, betekent dat er rond de dwergplaneet in elk geval geen objecten groter dan vier kilometer cirkelen. Ter vergelijking: Nix en Hydra zijn ruwweg veertig kilometer groot.

De nu gepubliceerde resultaten zijn overigens nog maar een voorproefje. New Horizons heeft namelijk nog lang niet alle verzamelde beelden en meetgegevens naar de aarde overgeseind. Nog dagelijks druppelt er nieuw materiaal binnen, en de beste beelden worden pas in november verwacht.

Ondertussen wordt de ruimtesonde voorbereid op het vervolg van zijn reis. In de weken na 22 oktober wordt New Horizons zodanig bijgestuurd dat hij op 1 januari 2019 een kort bezoek kan brengen aan een kleine soortgenoot van Pluto: het nog geen vijftig kilometer grote Kuipergordelobject 2014 MU69.