Dybfrossen dværg er sprællevende

Men hvis Stern og de andre forskere havde vidst, hvilken rigdom af information New Horizons ville nå at indsamle under sin 24 timer lange forbiflyvning, ville begejstringen nok have fået taget til at lette.

I de følgende 16 måneder tikkede 50 gigabit data ind til kontrolcenteret med en ulidelig langsom hastighed på én kilobit i sekundet på grund af den store afstand og sondens begrænsede strømforsyning.

Nu kan vi se Pluto fra bagsiden

Allerede de første nærbilleder af Plutos solbeskinnede forside, som vendte ud mod New Horizons, revolutionerede forskernes viden om den fjerne dværgplanet på grund af den høje billedopløsning, som viste detaljer på ned til 75 meter.

Før New Horizons’ besøg vidste astronomerne stort set kun, at Pluto havde en delvist rødfarvet overflade og iskapper på polerne. Sondens billeder afslørede bjergkæder, isvulkaner og det enorme kometkrater Sputnik Planitia med gletsjere af kvælstofis.

Nu har forskerne endelig fået bearbejdet billederne af Plutos bagside, som sonden tog fra større afstand i dagene op til forbiflyvningen. Her er opløsningen lavere, men billederne viser alligevel detaljer på ned til to kilometer, hvilket er 250 gange bedre end fotos fra rumteleskopet Hubble.

For første gang nogensinde kan vi betragte Pluto i sin helhed, og konklusionen er mildt sagt forbløffende. Pluto er ikke den døde isklump, som astronomerne troede, men en geologisk aktiv klode. Og under den tykke skorpe af is gemmer der sig et indre ocean, som måske kan rumme liv.

Dværgplanet er mindre end Månen

Indtil for hundrede år siden kendte ingen til Plutos eksistens.

Omkring år 1900 konkluderede den amerikanske astronom Percival Lowell, at en ukendt planet langt ude i Solsystemet forstyrrede Uranus’ og Neptuns baner omkring Solen.

Tre årtier senere, i 1930, bemærkede den unge astronom Clyde Tombaugh en lille prik, som i løbet af nogle dage bevægede sig tættere på stjernebilledet Tvillingerne. Han havde opdaget den forudsagte planet, som fik navnet Pluto efter Pluton, det romerske navn for dødsrigets gud.

I begyndelsen mente astronomerne, at Pluto havde en masse som Jordens, og det var først i 1978, da den amerikanske astronom James Christy opdagede den store måne Charon, at det blev muligt at beregne Plutos masse, som blot er omkring 0,2 procent af Jordens masse.

Den præcise diameter på 2376 km er først blevet fastslået med New Horizons’ målinger.

Pluto er dermed mindre end Månen, og på grund af den beskedne størrelse og den store afstand var dværgplaneten stort set uudforsket, før New Horizons fløj forbi i en afstand på 12.500 km.

Bjerge af is er seks kilometer høje

Forskerne frygtede, at de første nærbilleder af Pluto blot ville vise en død sten med intakte nedslagskratere fra Solsystemets barndom. Men billederne afslørede en klode, hvor geologisk aktivitet konstant ælter overfladen og har skabt forrevne bjergkæder af isklipper og kilometerhøje, knivskarpe pigge af metanis.

Overfladetemperaturen på Pluto er minus 233 grader celsius, og den isnende kulde medfører, at vandisen, der udgør grundfjeldet, er hård som granit og kan bygge over seks kilometer høje bjerge. Overfladen er mange steder dækket af blødere is af kvælstof, som ligeledes dominerer atmosfæren.

Pluto har kløfter, som er dybere end Grand Canyon, bjerge, som er højere end Mount Everest, og isvulkaner, som muligvis har været i udbrud og udspyet flydende vand inden for de seneste få millioner år.

Billederne afslørede desuden de tydelige spor af to voldsomme kollisioner, der har skabt og formet dværgplaneten. Den første fandt sted for over fire milliarder år siden, hvor Pluto og dens store måne, Charon, blev dannet ved et sammenstød mellem to iskloder.

Ifølge forskernes hidtidige teori var dværgplaneten fra starten dækket af is, men varme fra radioaktive henfald i stenkernen smeltede isen indefra, så der opstod et indre ocean under isdækket.

Hvis det var sådan, det gik for sig, ville isdækket på overfladen trække sig sammen og danne rynker som på et gammelt, skrumpet æble.

Med tiden ville varmen fra kernen blive mindre i takt med færre og færre radioaktive henfald. Derved ville isskorpen igen blive tykkere og udvide sig, så der opstod store revner.

Forskerne forventede derfor, at Plutos overflade ville være dækket af gamle rynker og nyere revner, men New Horizons’ kameraer så kun revner, og derfor har en ny teori nu fået vind i sejlene.

Da forstadierne til Pluto og Charon bragede sammen, udløste det så meget varme, at dværgplaneten fra starten blev dækket af et dybt ocean, men overfladen frøs hurtigt til is, der udvidede sig og revnede.

Teorien bestyrkes især af en gigantisk revne, som løber hele vejen fra pol til pol på både forsiden og bagsiden. Revnen er så gammel, at det nu synes åbenlyst, at Pluto blev født med et flydende ocean, som nærmest øjeblikkeligt begyndte at fryse til. Hvis teorien holder, kan ur-oceanet have rummet liv.

Organiske stoffer gør vandet rødt

Billederne af Plutos forside afslører tydelige spor af rødligt vand, som sandsynligvis er sprøjtet ud fra et ocean under isdækket og efterfølgende er frosset til is på overfladen.

Den røde farve er et tegn på, at vandet har indeholdt betydelige mængder organiske stoffer. Laboratorieforsøg tyder på, at solvinden – ladede partikler, der udsendes fra Solens atmosfære – og kosmisk stråling, der er stråling ude fra universet, kan have omdannet simple stoffer til komplekse organiske molekyler.

Nu har astronomen Dale Cruikshank fra NASA’s Ames Research Center i Californien påvist tilstedeværelsen af ammoniak i den rødlige is, og det åbner mulighed for, at de genetiske byggesten til rna og dna kan være blevet dannet i oceanets røde suppe.

Ifølge Cruikshank betyder opdagelsen ikke nødvendigvis, at livet opstod i Plutos ur-ocean, men hvis miraklet skete, ville mikroorganismer kunne bide sig fast og overleve.

Teorien bestyrkes af, at der nu også er fundet et rødt bælte af organiske stoffer på dværgplanetens bagside. Bæltet omspænder ækvator, der får mest sollys, og hvor temperaturerne er højere end på resten af Pluto.

“Tre forudsætninger skal være opfyldt, for at livet kan opstå. Der skal være flydende vand, organiske stoffer og en energikilde. Nu har vi sat kryds ud for de første to forudsætninger på Pluto, og det er et stort skridt fremad,” siger Alan Stern, der leder New Horizons-missionen.

Fra starten har kollisionen mellem forstadierne til Pluto og Charon pumpet varmeenergi ind i dværgplaneten, men det er over fire milliarder år siden. Og hvis der opstod liv i ur-oceanet, er det uklart, om varmen fra radioaktivt henfald i Plutos stenkerne frigiver energi nok til at understøtte liv i det indre ocean i dag.

Derfor er mulighederne for at finde levende mikroorganismer langt ude i Solsystemet sandsynligvis større i de indre oceaner i Jupiters måne Europa og Saturns måne Enceladus. Her pumper stærke tidevandskræfter fra de enorme gasplaneter konstant energi ind i månerne.

Et stød i hjertet ændrede Pluto

Den anden store kollision, der formede Pluto, indtraf for under ti millioner år siden, da en 400 km stor komet hamrede ind i dværgplaneten med mere end 7000 km/t.

Nedslaget skabte det fire kilometer dybe nedslagskrater Sputnik Planitia, som dækker 797.000 kvadratkilometer – mere end Frankrigs areal. Krateret er en del af den enorme, hjerteformede isslette nord for ækvator, som New Horizons’ første billeder afslørede.

Nu viser de nye New Horizons-fotos, at der på den diametralt modsatte side af Pluto er et kaotisk landskab, som blev flået i stykker af seismiske bølger fra kometnedslaget.

Lignende fænomener er kendt fra Mars og fra Jupiters måne Europa, men først og fremmest fra Merkur, hvor et kaotisk terræn, som er uden sidestykke på resten af planeten, findes på den stik modsatte side af det enorme nedslagskrater Caloris-bassinet.

Ifølge planetforskere er de omfattende ødelæggelser på Plutos bagside kun mulige, hvis der eksisterer et dybt ocean af flydende vand under isskorpen. Det skyldes, at seismiske bølger har forskellig styrke afhængigt af det materiale, de udbreder sig i.

Trykbølgerne bevæger sig langsommere gennem vand end gennem en stenkerne, men deres ødelæggelseskraft er størst, hvis de kan bevæge sig med jævn hastighed gennem hele kloden.

Simulationer udført af astronomen Adeene Denton fra Purdue University i USA peger på, at kernen primært består af stenarten serpentin, som seismiske bølger bevæger sig langsommere gennem end andre typer sten.

Kombinationen af den særlige stenart og vand i Plutos indre satte trykbølgerne i stand til at sende så meget energi tværs gennem dværgplaneten, at overfladen på bagsiden blev flået i stumper og stykker.

Ud fra New Horizons’ målinger af dværgplanetens diameter og masse har forskerne simuleret Plutos indre struktur og udregnet dens massefylde.

Beregningerne viser, at stenkernen udgør 70 pct. af massen, mens resten stort set består af vand. Kernen er omgivet af et 150 km dybt ocean, som igen er dækket af en over 200 km tyk skorpe af vandis, der danner grundfjeldet.

Efter kometnedslaget blev nedslagskrateret fyldt op med blød og tung kvælstofis fra atmosfæren og fra gletsjere, der flyder ned i hullet fra de omgivende bjergkæder.

Den tunge isklump ændrede Plutos massefordeling. Vægten fra kvælstofisen i krateret fik gradvist dværgplaneten til at vippe om på siden, så tidevandsaksen, hvor Pluto og den store måne Charon trækker stærkest i hinanden, nu går tværs gennem den tunge is i Sputnik Planitia-krateret.

Gådefulde ispigge tårner sig op

New Horizons’ fotos har revolutioneret vores viden om Pluto, men har også rejst nye spørgsmål, som forskerne arbejder på at besvare.

Da de første billeder af dværgplaneten blev analyseret, opdagede forskerne nogle klipperev med kilometerhøje, sylespidse pigge på den østligste del af planetens forside.

Men piggene var kun en lille, kuriøs prik på kortet, indtil forskerne kunne se Plutos bagside, hvor de kæmpestore pigge danner et bælte gennem de højtliggende områder af ækvator helt om til den vestligste del af forsiden.

Opdagelsen får missionslederen Alan Stern til at kalde de knivskarpe pigge, der er tre gange så høje som Empire State Building, for det største mysterium på Pluto.

Hvis der nogensinde skulle lande rovere eller mennesker på den fjerne dværgplanet, vil det være et sandt mareridt at forsøge at krydse landskabet med de enorme og forbløffende spidse klipperev.

🎬 SE VIDEO: Flyv med New Horizons-sonden hen over Pluto

New Horizons’ målinger viser, at piggene består af metanis, hvilket hænger sammen med Plutos atmosfære.

Den nedre del af atmosfæren består primært af kvælstof, som blandt andet har fyldt det dybe nedslagskrater Sputnik Planitia med kvælstofis. Højere oppe i atmosfæren er der store mængder metan, som sandsynligvis har bygget kæmpepiggene i højlandet. Men hvordan de er dannet, er et mysterium.

Måske er piggene rester af et tidligere tykt lag af metanis på de høje plateauer, som er eroderet af sollyset. Eller måske er metanet frosset ud af atmosfæren, på samme måde som vanddamp i luften kan fryse til is på jordoverfladen. Kun én ting er sikker: Det har taget millioner af år at danne piggene, og mulige klimaændringer i Plutos lange historie kan have spillet ind.

Satellit skal gå i kredsløb om Pluto

Trods flodbølgen af resultater er udforskningen af den fjerne dværgplanet kun lige begyndt.

I de kommende år vil forskerne utvivlsomt malke nye opdagelser ud af de data, som New Horizons har sendt hjem til Jorden.

Og senere i år opsendes NASA’s nye, store rumteleskop James Webb, som vil kunne studere Pluto gennem lange perioder – omend med en lavere opløsning end New Horizons – og sammenligne resultaterne med observationer af andre dværgplaneter i Kuiperbæltet som Ceres, Eris, Haumea og Makemake.

Men planetforskerne har fået blod på tanden og vil vide endnu mere om isdværgenes konge.

På den baggrund drømmer forskere med støtte fra NASA nu om at designe en satellit, som skal gå i kredsløb om Pluto og levere højt opløste billeder af hele planeten i kombination med endnu mere præcise målinger af stofferne på overfladen og i atmosfæren.

Tilmed vil observationerne kunne strække sig over flere år og vise ændringer i atmosfæren og vejret over tid.

Hvis satellitten bygges, vil den tidligst blive opsendt i 2030’erne. Derefter følger en 15 år lang rumrejse ud til den forbløffende aktive dværgplanet i det iskolde ydre Solsystem, hvor der stik imod alle hidtidige forventninger muligvis kan eksistere liv.