Ook Pluto’s duistere kant is nu in beeld gebracht

Een groep astronomen heeft de donkere kant van Pluto in beeld gebracht. Dat is bijzonder, want op dat deel van de dwergplaneet is het al ruim 20 jaar lang nacht. Het wordt nu alleen indirect verlicht door Pluto’s maan Charon. De foto presenteerden de onderzoekers vorige maand in The Planetary Science Journal.

„Ze hebben echt een huzarenstukje geleverd op het gebied van wat je uit deze waarnemingen kunt peuren. Heel knap dat ze dit gedaan hebben,” zegt Bert Vermeersen, hoogleraar planeetwetenschappen aan de TU Delft. Hij was niet betrokken bij het onderzoek.

Pluto is een dwergplaneet aan de rand van het zonnestelsel en maakt een rondje om de zon in 248 aardse jaren. Die extreme omlooptijd zorgt ook voor ellenlange seizoenen. Verschillende seizoenen ontstaan op vergelijkbare wijze als op aarde: doordat de rotatie-as, waar de planeet dagelijks om draait, scheef staat ten opzichte van het vlak waarin de planeet rond de zon draait. Op aarde is die hoek 23 graden. Op Pluto is deze hoek een stuk groter, zo'n 120 graden. Dat zorgt ervoor dat een groot deel van de planeet in de poolcirkels ligt en afwisselend decennialang voortdurend zonlicht ontvangt, of juist helemaal geen licht. Daar kunnen de dagen en nachten extreem lang duren, afhankelijk van het seizoen. Ter vergelijking: als de aarde net zo scheef zou staan als Pluto, zou heel Noord-Amerika en Europa ieder jaar maandenlange middernachtzon en ’s winters maandenlange nachten ervaren, aldus NASA. Op de zuidpool van Pluto is het nu al twintig jaar nacht, en dat blijft het nog tachtig jaar.

Die decennialange duisternis zorgt ervoor dat dit deel van Pluto lastig waar te nemen is. Om toch iets te kunnen zien, maken de onderzoekers slim gebruik van de reflectie van zonlicht door maan Charon. Die is half zo groot als Pluto, en daarmee de grootst bekende natuurlijke satelliet ten opzichte van zijn moederplaneet. Het duo Charon en Pluto wordt daarom wel de enige dubbelplaneet van het zonnestelsel genoemd. Het massamiddelpunt van de maan en de aarde ligt binnen de aarde, maar dat van de twee dwergen ligt búíten Pluto. Dus in feite Charon draait niet om Pluto heen, maar om een punt tussen de twee dwergen in.

De reflectie van Charon

Maar hoe je Charon verder ook kwalificeert, zijn rol in dit onderzoek is dat hij zonlicht reflecteert op een deel van Pluto’s schaduwzijde. Door de grote afstand van de zon is het maanlicht van Charon vanaf Pluto gezien ongeveer vijf keer zwakker dan een volle maan vanaf aarde gezien. NASA’s New Horizons-ruimtesonde legde deze maanverlichte kant van Pluto vast toen die in 2015 als eerste ruimtesonde langs de dwergplaneet vloog. New Horizons maakte een reeks van 360 foto’s. Allemaal enorm overbelicht, door het tegenlicht van de zon. Om dat eruit te filteren gebruikten de onderzoekers een sterk staaltje fotobewerking. Zo maakte New Horizons ook 360 foto’s met dezelfde positie van de ruimtesonde ten opzichte van de zon, maar dan zonder Pluto er tussen. Op basis daarvan maakten de onderzoekers een model van het tegenlicht, om dat eruit te filteren. Zo ‘repareerden’ ze de foto’s. Vervolgens stapelden ze die 360 foto’s op tot één beeld.

Korrelig en weinig details

De foto is korrelig en heeft weinig details, maar dat is niet zo gek gezien de uitzonderlijk beperkte belichting. Het beeld laat wel zien dat het zuidelijk halfrond van Pluto over het algemeen donkerder is dan het noordelijk halfrond. Hoe lichter het oppervlak is, hoe meer stikstof- en methaanijs er is. Op het zuidelijk halfrond is dus nog niet zo veel ijs gevormd, volgens de onderzoekers. Dat is ook niet zo gek, want de zomer is pas dertig jaar voor het passeren van New Horizons beëindigd. Dat is kort, voor Pluto-begrippen. Opvallend is een duidelijk lichtere vlek in dezelfde regio. Waarschijnlijk zijn dit wel ijsafzettingen, waar stikstof- en methaangas uit de atmosfeer door de kou is gesublimeerd tot ijs.

Hoewel de fotobewerkingstechniek erg knap is, leveren de onderzoekers weinig interpretatie van het beeld, zegt Vermeersen. „Het is allemaal redelijk straightforward. Het is een bevestiging van wat we eigenlijk al verwachten over de veranderingen in ijsbedekking met de seizoenen.” Het zou volgens Vermeersen mooi zijn als er nog een andere onderzoeksgroep verder gaat met deze resultaten. „Ik denk dat er nog een slag te slaan is in de interpretatie van deze waarnemingen.”