Mehr als 75 Jahre lang gehörte Pluto ganz selbstverständlich zu den Planeten unseres Sonnensystems. Generationen von Schülern lernten eine Reihenfolge aus neun Welten, die mit Merkur begann und weit draußen mit Pluto endete. Dann kam der August 2006. Astronomen beschlossen eine neue Definition des Begriffs Planet, und Pluto verlor seinen bisherigen Status. Aus dem neunten Planeten wurde offiziell ein Zwergplanet.

Die Entscheidung machte Pluto vielleicht noch berühmter als zuvor. Gleichzeitig veränderte sich unser Wissen über diese ferne Welt grundlegend. Als die Raumsonde New Horizons 2015 erstmals an Pluto vorbeiflog, zeigte sich kein eintöniger Eisball am Rand des Sonnensystems. Die Bilder enthüllten Berge aus Wassereis, gewaltige Ebenen aus gefrorenem Stickstoff, Gletscher, eine dünne Atmosphäre und geologisch erstaunlich junge Landschaften. Pluto war zwar offiziell kein Planet mehr, erwies sich aber als wesentlich komplexer, als Astronomen erwartet hatten.

Wann wurde Pluto entdeckt?

Die Geschichte Plutos begann lange vor seiner direkten Beobachtung. Zu Beginn des 20. Jahrhunderts vermuteten einige Astronomen einen noch unbekannten Planeten jenseits des Neptun. Einer der bekanntesten Vertreter dieser Suche war der amerikanische Astronom Percival Lowell. Er bezeichnete das hypothetische Objekt als „Planet X“.

Nach Lowells Tod wurde die Suche am Lowell Observatory in Arizona fortgesetzt. Dort bekam 1929 der junge Clyde Tombaugh die Aufgabe, Aufnahmen des Himmels miteinander zu vergleichen. Er suchte nach einem kleinen Lichtpunkt, der seine Position gegenüber den weit entfernten Sternen verändern würde.

Am 18. Februar 1930 fand Tombaugh schließlich das gesuchte Objekt auf Aufnahmen, die wenige Wochen zuvor entstanden waren. Die Entdeckung wurde am 13. März öffentlich bekannt gegeben. Damals ging man davon aus, einen neuen Planeten gefunden zu haben.

Seinen Namen erhielt Pluto durch einen ungewöhnlichen Vorschlag. Die damals elfjährige Venetia Burney aus England schlug den Namen des römischen Gottes der Unterwelt vor. Der Vorschlag gelangte zum Lowell Observatory und wurde angenommen.

Warum galt Pluto so lange als Planet?

1930 gab es keinen offensichtlichen Grund, Pluto nicht in die Reihe der bekannten Planeten aufzunehmen. Er bewegte sich jenseits von Neptun um die Sonne und erschien zunächst als lange gesuchter äußerer Planet.

Über seine Größe wusste man allerdings wenig. Weil Pluto so weit entfernt ist, konnte sein Durchmesser mit den damaligen Teleskopen nur schwer bestimmt werden. Frühere Schätzungen überschätzten ihn teilweise erheblich. Erst mit verbesserten Beobachtungen stellte sich nach und nach heraus, dass Pluto wesentlich kleiner war als ursprünglich vermutet.

Ein entscheidender Schritt erfolgte 1978 mit der Entdeckung seines großen Mondes Charon. Aus der Umlaufbewegung von Pluto und Charon ließ sich die Masse des Systems wesentlich genauer berechnen. Pluto erwies sich als außergewöhnlich kleiner Himmelskörper.

Das allein war jedoch noch kein Grund, ihm den Planetenstatus abzuerkennen. Auch Merkur ist deutlich kleiner als die Erde, und die Größe allein entscheidet nicht darüber, was ein Planet ist. Das eigentliche Problem entstand erst, als Astronomen die Umgebung jenseits von Neptun besser kennenlernten.

Was ist der Kuipergürtel?

Pluto ist kein einsamer Körper am äußersten Rand des Sonnensystems. Er gehört zum Kuipergürtel, einer gewaltigen Region jenseits der Neptunbahn, in der sich zahlreiche eisige Körper bewegen. Viele dieser Objekte sind Überreste aus der Entstehungszeit des Sonnensystems vor etwa 4,5 Milliarden Jahren.

Die Existenz einer solchen Population war lange vermutet worden. Seit den 1990er-Jahren wurden jedoch immer mehr Objekte jenseits des Neptun entdeckt. Einige waren nicht bloß kleine Brocken, sondern erreichten erhebliche Größen.

Damit veränderte sich Plutos Stellung. Er erschien zunehmend weniger wie ein einzelner äußerer Planet und immer stärker wie ein besonders großer Vertreter einer ganzen Klasse von Himmelskörpern.

Die entscheidende Zuspitzung kam durch die Entdeckung von Eris. Erste Messungen ließen vermuten, dass dieses Objekt möglicherweise sogar größer als Pluto sein könnte. Damit stand die Astronomie vor einem grundsätzlichen Problem: Sollte Eris ebenfalls zum Planeten erklärt werden? Und was sollte geschehen, wenn weitere vergleichbar große Objekte gefunden würden?

Plötzlich ging es nicht mehr nur um Pluto. Es ging darum, überhaupt zu definieren, was ein Planet ist.

Warum ist Pluto kein Planet mehr?

Im August 2006 verabschiedete die Internationale Astronomische Union eine offizielle Definition für Planeten unseres Sonnensystems. Danach muss ein Planet drei Bedingungen erfüllen.

Er muss die Sonne umkreisen. Er muss genügend Masse besitzen, damit seine eigene Schwerkraft ihn annähernd in eine runde Form bringt. Und er muss die Umgebung seiner Umlaufbahn dynamisch dominieren, vereinfacht gesagt also seine kosmische Nachbarschaft weitgehend von vergleichbaren Körpern freigeräumt haben.

Pluto erfüllt die ersten beiden Bedingungen. Er umkreist die Sonne und besitzt genügend Masse, um annähernd kugelförmig zu sein.

An der dritten Bedingung scheitert er. Seine Bahn führt durch eine Region, in der zahlreiche andere Objekte des Kuipergürtels existieren. Pluto dominiert diesen Bereich nicht in derselben Weise, wie beispielsweise die Erde ihre unmittelbare Bahnumgebung oder Jupiter einen großen Teil seiner Umgebung dynamisch beherrscht.

Deshalb wurde Pluto nach der neuen Definition als Zwergplanet eingestuft.

Was ist ein Zwergplanet?

Der Begriff klingt zunächst so, als handle es sich lediglich um einen kleinen Planeten. In der offiziellen astronomischen Einteilung ist das jedoch nicht gemeint. Planet und Zwergplanet sind zwei unterschiedliche Kategorien.

Ein Zwergplanet umkreist die Sonne und ist durch seine eigene Schwerkraft annähernd rund geworden. Er darf außerdem kein Mond eines anderen Himmelskörpers sein. Im Gegensatz zu einem Planeten hat er seine Bahnumgebung jedoch nicht dynamisch freigeräumt.

Pluto gehört damit zu einer Gruppe, zu der unter anderem auch Ceres, Eris, Haumea und Makemake gezählt werden. Ceres befindet sich im Asteroidengürtel zwischen Mars und Jupiter, während die anderen genannten Zwergplaneten im äußeren Sonnensystem liegen.

Plutos Einstufung als Zwergplanet bedeutet daher keineswegs, dass er weniger interessant geworden ist. Sie beschreibt lediglich seine Stellung innerhalb der heutigen astronomischen Systematik.

Ist die Entscheidung über Pluto umstritten?

Die Entscheidung von 2006 wurde keineswegs von allen Astronomen begeistert aufgenommen. Schon bei der Abstimmung innerhalb der Internationalen Astronomischen Union gab es Widerstand gegen einzelne Aspekte der neuen Definition. Besonders die Forderung, dass ein Planet seine Bahnumgebung freigeräumt haben muss, wird bis heute diskutiert.

Einige Planetenforscher bevorzugen eine geophysikalische Definition. Danach wären Eigenschaften des Himmelskörpers selbst wichtiger als seine Umlaufbahn. Ein Objekt, das durch seine eigene Schwerkraft rund geworden ist und eine komplexe geologische Entwicklung besitzt, könnte nach einer solchen Definition unabhängig von seiner Umgebung als Planet gelten.

Die Internationale Astronomische Union hält jedoch weiterhin an ihrer Definition fest. Nach der derzeit offiziellen astronomischen Einteilung besitzt unser Sonnensystem deshalb acht Planeten: Merkur, Venus, Erde, Mars, Jupiter, Saturn, Uranus und Neptun. Pluto ist ein Zwergplanet.

Der wissenschaftliche Streit zeigt vor allem, dass Begriffe wie „Planet“ keine Naturgesetze sind. Die Himmelskörper existieren unabhängig davon, wie Menschen sie kategorisieren. Die Bezeichnungen helfen Wissenschaftlern lediglich dabei, unterschiedliche Arten von Objekten sinnvoll einzuordnen.

Wie groß ist Pluto?

Pluto besitzt einen Durchmesser von rund 2.377 Kilometern und ist damit wesentlich kleiner als unser Mond. Der Erdmond erreicht ungefähr 3.476 Kilometer Durchmesser. Pluto ist also nur etwa zwei Drittel so breit wie der Mond.

Auch seine Masse ist gering. Sie beträgt nur einen kleinen Bruchteil der Erdmasse. Entsprechend schwach ist die Schwerkraft an seiner Oberfläche. Sie erreicht ungefähr sechs Prozent der irdischen Schwerkraft.

Ein Mensch mit einer Masse von 80 Kilogramm würde selbstverständlich auch auf Pluto dieselbe Masse besitzen. Seine Gewichtskraft wäre dort jedoch nur ungefähr so groß wie die eines knapp fünf Kilogramm schweren Körpers auf der Erde.

Diese geringe Schwerkraft beeinflusst auch Plutos Atmosphäre. Gasteilchen können wesentlich leichter in große Höhen gelangen und schließlich ins All entweichen.

Wie weit ist Pluto von der Sonne entfernt?

Pluto befindet sich durchschnittlich ungefähr 5,9 Milliarden Kilometer von der Sonne entfernt. Das entspricht etwa dem 39-Fachen der mittleren Entfernung zwischen Erde und Sonne. Sonnenlicht benötigt im Durchschnitt ungefähr fünfeinhalb Stunden bis dorthin.

Seine Umlaufbahn ist deutlich elliptischer als die Bahnen der großen Planeten. Deshalb verändert sich seine Entfernung von der Sonne erheblich. Ein vollständiger Umlauf dauert ungefähr 248 Erdjahre.

Pluto wurde 1930 entdeckt und hat seitdem noch keinen einzigen vollständigen Umlauf um die Sonne beendet. Erst weit im 22. Jahrhundert wird er wieder ungefähr jene Position seiner Bahn erreichen, an der er zum Zeitpunkt seiner Entdeckung stand.

Die ungewöhnliche Bahn führt außerdem dazu, dass Pluto zeitweise näher an der Sonne ist als Neptun. Zuletzt war dies zwischen 1979 und 1999 der Fall. Trotzdem können Pluto und Neptun nicht miteinander kollidieren. Ihre Umlaufbahnen sind durch eine stabile gravitative Resonanz miteinander verbunden.

Wie kalt ist es auf Pluto?

Die gewaltige Entfernung von der Sonne macht Pluto zu einer extrem kalten Welt. Die Oberflächentemperaturen liegen ungefähr zwischen minus 226 und minus 240 Grad Celsius. Ein Durchschnittswert wird häufig mit rund minus 232 Grad angegeben.

Bei solchen Temperaturen verhält sich Wasser vollkommen anders als auf der Erde. Wassereis ist so hart, dass es auf Pluto die Rolle von festem Gestein übernehmen kann. Andere Stoffe, darunter Stickstoff, Methan und Kohlenmonoxid, können dagegen als Eis auf der Oberfläche vorkommen und sich unter bestimmten Bedingungen bewegen oder verdampfen.

Dadurch entstehen geologische Prozesse, die auf den ersten Blick vertraut erscheinen, chemisch aber völlig anders funktionieren als auf der Erde.

Wie sieht die Oberfläche des Pluto aus?

Vor 2015 war Pluto selbst auf den besten Aufnahmen kaum mehr als eine kleine verschwommene Scheibe. Das änderte sich schlagartig, als New Horizons den Zwergplaneten aus der Nähe fotografierte.

Die Sonde entdeckte eine überraschend abwechslungsreiche Landschaft mit Bergen, Ebenen, Tälern, Kratern und Gletschern. Einige Berge erreichen Höhen von zwei bis drei Kilometern und bestehen wahrscheinlich überwiegend aus Wassereis.

Besonders auffällig ist die große helle herzförmige Region, die offiziell Tombaugh Regio heißt. Sie wurde nach Clyde Tombaugh benannt. Einen großen Teil ihrer westlichen Hälfte bildet Sputnik Planitia, eine ausgedehnte Ebene, die überwiegend von gefrorenem Stickstoff geprägt ist.

Sputnik Planitia besitzt nur sehr wenige sichtbare Einschlagkrater. Das deutet darauf hin, dass ihre Oberfläche geologisch vergleichsweise jung ist und immer wieder erneuert wurde. Polygonartige Strukturen sprechen dafür, dass sich Stickstoffeis langsam bewegt und durch Konvektion umgewälzt wird.

Damit zeigte Pluto etwas, womit viele Forscher vor New Horizons nicht gerechnet hatten: Selbst in Milliarden Kilometern Entfernung von der Sonne kann eine kleine eisige Welt geologisch aktiv und dynamisch sein.

Hat Pluto eine Atmosphäre?

Pluto besitzt tatsächlich eine Atmosphäre, obwohl sie außerordentlich dünn ist. Sie besteht überwiegend aus Stickstoff sowie kleineren Anteilen von Methan und Kohlenmonoxid.

Diese Atmosphäre steht in engem Zusammenhang mit Plutos stark elliptischer Umlaufbahn. Nähert sich Pluto der Sonne, können gefrorene Stoffe auf seiner Oberfläche direkt vom festen in den gasförmigen Zustand übergehen. Dadurch wird die Atmosphäre dichter.

Entfernt sich Pluto wieder von der Sonne, sinken die Temperaturen. Ein Teil der atmosphärischen Gase kann erneut gefrieren und auf die Oberfläche zurückfallen. Plutos Atmosphäre verändert sich daher im Verlauf seines extrem langen Jahres.

New Horizons beobachtete zudem mehrere Dunstschichten, die sich weit über die Oberfläche erstrecken. Photochemische Reaktionen in der Atmosphäre erzeugen komplexe Moleküle, die sich zu feinen Partikeln verbinden und langsam zu Boden sinken können.

Wie viele Monde hat Pluto?

Pluto besitzt fünf bekannte Monde: Charon, Nix, Hydra, Kerberos und Styx. Der mit Abstand größte davon ist Charon. Er wurde 1978 entdeckt und besitzt einen Durchmesser von rund 1.214 Kilometern. Damit ist er ungefähr halb so groß wie Pluto selbst.

Nix und Hydra wurden 2005 entdeckt, Kerberos 2011 und Styx 2012. Sie sind wesentlich kleiner und unregelmäßig geformt.

Wissenschaftler vermuten, dass das gesamte Mondsystem durch eine gewaltige Kollision in der Frühgeschichte des Pluto-Systems entstanden sein könnte. Dabei wurde Material ins All geschleudert, das sich anschließend zu den heutigen Monden zusammenlagerte.

Die fünf Monde machen deutlich, dass selbst ein relativ kleiner Zwergplanet ein komplexes eigenes System besitzen kann.

Warum sind Pluto und Charon so ungewöhnlich?

Das Verhältnis zwischen Pluto und Charon ist im Sonnensystem außergewöhnlich. Charon ist im Vergleich zu seinem Hauptkörper so groß, dass beide oft als Doppelwelt beschrieben werden.

Pluto und Charon umkreisen einen gemeinsamen Schwerpunkt, der außerhalb Plutos liegt. Außerdem zeigen sich beide Körper dauerhaft dieselbe Seite. Pluto benötigt ungefähr 6,4 Erdtage für eine Rotation, Charon ebenso lange für einen Umlauf. Dadurch steht Charon von einem bestimmten Ort auf Pluto aus betrachtet immer an derselben Stelle des Himmels.

New Horizons zeigte außerdem, dass Charon selbst eine erstaunlich komplexe Oberfläche besitzt. Große Canyons, Ebenen und eine auffällig rötliche Polarregion lassen erkennen, dass auch dieser kleine Mond eine bewegte geologische Geschichte durchlaufen hat.

Könnte es auf Pluto einen unterirdischen Ozean geben?

An der Oberfläche ist flüssiges Wasser unter den heutigen Bedingungen praktisch ausgeschlossen. Wassereis verhält sich dort wie hartes Gestein. Im Inneren könnte die Situation jedoch anders sein.

Modelle und die geologische Struktur Plutos lassen die Möglichkeit zu, dass sich unter einer dicken Eiskruste ein Ozean aus flüssigem Wasser erhalten haben könnte. Wärme aus radioaktiven Elementen im Gesteinskern könnte dazu beitragen, Teile des Wassers über geologische Zeiträume flüssig zu halten. NASA führt die Möglichkeit eines tief im Inneren verborgenen Ozeans ausdrücklich als wissenschaftlich diskutierte Option auf.

Ein solcher Ozean ist bislang nicht direkt nachgewiesen. Er würde Pluto jedoch in eine überraschend große Gruppe von Welten einordnen, bei denen unter Eis verborgenes Wasser vermutet wird.

Das bedeutet ebenfalls nicht, dass dort Leben existiert. Für Leben wären neben flüssigem Wasser weitere chemische und energetische Voraussetzungen nötig. Ein möglicher Ozean würde Pluto aber wissenschaftlich noch interessanter machen.

Was entdeckte New Horizons auf Pluto?

New Horizons startete im Januar 2006, wenige Monate bevor Pluto seinen Planetenstatus verlor. Die Sonde benötigte mehr als neun Jahre für ihre Reise und flog am 14. Juli 2015 in nur rund 12.500 Kilometern Entfernung an Pluto vorbei.

Dabei konnte sie nur einen kurzen Vorbeiflug durchführen. Ein Einschwenken in eine Umlaufbahn war wegen der hohen Geschwindigkeit nicht möglich. Trotzdem sammelte die Sonde enorme Mengen wissenschaftlicher Daten.

New Horizons entdeckte unter anderem die erstaunlich junge Oberfläche von Sputnik Planitia, hohe Berge aus Wassereis, Gletscher aus Stickstoffeis, atmosphärischen Dunst und eine überraschend vielfältige Geologie. Sie fotografierte zudem Charon und die kleineren Monde und untersuchte die dünne Plutoatmosphäre.

Der Vorbeiflug veränderte die Vorstellung von kleinen eisigen Körpern im äußeren Sonnensystem grundlegend. Pluto war keine unveränderte Kugel aus uraltem Eis, sondern eine Welt, auf der geologische Prozesse offenbar bis in vergleichsweise junge Zeiträume hinein wirkten.

War New Horizons die einzige Mission zu Pluto?

Bis heute ist New Horizons die einzige Raumsonde, die Pluto aus der Nähe untersucht hat. Keine andere Mission ist dort vorbeigeflogen, und keine Sonde ist bisher in eine Umlaufbahn um Pluto eingetreten oder auf seiner Oberfläche gelandet.

Nach dem Pluto-Vorbeiflug setzte New Horizons ihre Reise durch den Kuipergürtel fort. Am 1. Januar 2019 flog sie am Objekt Arrokoth vorbei. Es war der bislang am weitesten von der Erde entfernte Himmelskörper, der aus unmittelbarer Nähe von einer Raumsonde untersucht wurde.

Die Mission ist weiterhin aktiv und bewegt sich immer weiter in die äußeren Bereiche des Sonnensystems. Eine zweite konkrete Pluto-Mission befindet sich derzeit jedoch nicht auf dem Weg.

Damit beruhen praktisch alle detaillierten Nahaufnahmen dieser Welt auf wenigen Stunden im Juli 2015.

Wird Pluto irgendwann wieder ein Planet?

Nach der derzeit gültigen Definition der Internationalen Astronomischen Union gibt es keinen Hinweis darauf, dass Pluto seinen früheren Status zurückerhalten wird. Er erfüllt die 2006 festgelegte Bedingung der dynamischen Dominanz seiner Umlaufbahn nicht und bleibt deshalb offiziell ein Zwergplanet.

Das bedeutet nicht, dass die Definition für alle Zukunft unveränderlich sein muss. Wissenschaftliche Klassifikationen können angepasst werden, wenn sich Fachbegriffe oder Erkenntnisse verändern. Bislang hat die Internationale Astronomische Union ihre grundlegende Entscheidung von 2006 jedoch nicht zurückgenommen.

In der Öffentlichkeit wird Pluto häufig weiterhin liebevoll als neunter Planet bezeichnet. Wissenschaftlich ändert diese Popularität nichts an seiner aktuellen Einstufung.

Vielleicht ist die Frage inzwischen aber auch weniger wichtig geworden. Die Erforschung des Kuipergürtels hat gezeigt, dass das Sonnensystem nicht einfach aus acht großen Planeten und einigen bedeutungslosen Restkörpern besteht. Jenseits des Neptun beginnt eine ganze Region voller eigener Welten.

Was wissen wir über Pluto noch nicht?

Der kurze Vorbeiflug von New Horizons beantwortete zahlreiche Fragen und schuf gleichzeitig neue. Wir wissen nicht sicher, ob unter Plutos Oberfläche tatsächlich ein flüssiger Ozean existiert. Auch die genaue Entwicklung seiner geologischen Aktivität, die langfristige Veränderung seiner Atmosphäre und zahlreiche Prozesse innerhalb von Sputnik Planitia sind noch Gegenstand der Forschung.

Ebenso bleibt die Geschichte seines Mondsystems in Einzelheiten ungeklärt. Eine große frühe Kollision ist eine plausible Erklärung für die Entstehung Charons und der kleineren Monde, doch der genaue Ablauf lässt sich nicht einfach rekonstruieren.

Pluto selbst hat dabei eine bemerkenswerte Wandlung durchlaufen. Als Clyde Tombaugh 1930 einen winzigen Lichtpunkt auf seinen Fotoplatten entdeckte, glaubte die Welt, den neunten Planeten gefunden zu haben. Jahrzehnte später stellte sich heraus, dass dieser vermeintliche Außenseiter Teil einer riesigen Population eisiger Körper ist. Genau diese Erkenntnis kostete Pluto schließlich seinen Planetenstatus.

Doch wissenschaftlich hat Pluto dadurch nichts verloren. Im Gegenteil: Seit New Horizons wissen wir, dass dort Berge aus Wassereis stehen, Stickstoffgletscher über eine junge Ebene fließen, eine dünne Atmosphäre die Welt umhüllt und fünf Monde ein ungewöhnliches System bilden.

Pluto ist heute kein Planet mehr. Aber gerade die Geschichte seiner Herabstufung zeigt, wie Wissenschaft funktioniert. Neue Entdeckungen verändern nicht den Himmelskörper selbst, sondern unser Verständnis von ihm. Pluto blieb derselbe. Unser Sonnensystem wurde größer, vielfältiger und komplizierter, als wir es uns zuvor vorgestellt hatten.

Quellen
▪︎ International Astronomical Union – Resolution zur Definition eines Planeten und zur Einstufung Plutos von 2006
▪︎ NASA Science – Pluto Facts, Pluto Exploration und Dwarf Planets
▪︎ NASA – New Horizons Mission
▪︎ Johns Hopkins University Applied Physics Laboratory – New Horizons und Erforschung des Pluto-Systems
▪︎ Southwest Research Institute – wissenschaftliche Auswertungen der New-Horizons-Mission
▪︎ NASA Science – Pluto Moons und Charon