Charon

Charon ist Plutos größter Mond und, relativ zu der Welt, die er umkreist, der größte Satellit im Sonnensystem. Mit einem Radius von etwa 606 km überspannt er rund die Hälfte von Plutos Durchmesser, und die beiden Körper sind in ihrer Größe so ausgeglichen, dass sie sich weniger wie ein Planet und sein Mond verhalten als wie ein gebundenes Paar. Ihr gemeinsamer Massenschwerpunkt liegt im offenen Raum zwischen ihnen, sodass jeder um einen Punkt außerhalb seiner eigenen Oberfläche schwingt – der Grund, warum Pluto und Charon oft als binäres Zwergsystem beschrieben werden statt als einfacher Mond und Mutterkörper.

Fast vier Jahrzehnte nach seiner Entdeckung war Charon kaum mehr als ein verschwommener Begleitpunkt neben Pluto. Das änderte sich im Juli 2015, als die NASA-Sonde New Horizons durch das System zog und die ersten scharfen Porträts einer Welt zurücksandte, von der niemand erwartet hatte, dass sie geologisch so dramatisch sein würde.

Entdeckt in einer Ausbuchtung auf einer fotografischen Platte

Charon wurde am 22. Juni 1978 von James Christy an der Flagstaff-Station des U.S. Naval Observatory in Arizona entdeckt, in Zusammenarbeit mit dem Astronomen Robert Harrington. Christy war überhaupt nicht auf der Jagd nach einem Mond – er vermaß fotografische Platten, um Plutos Umlaufbahn zu verfeinern, als er bemerkte, dass Plutos Abbild seltsam in die Länge gezogen war, eine schwache Ausbuchtung, die in einem regelmäßigen Rhythmus erschien und verschwand. Dieser periodische Schmierfleck erwies sich als ein Satellit, der Pluto zu nahe stand, um ihn mit den Teleskopen jener Zeit sauber zu trennen.

Christy schlug den Namen Charon vor, nach dem Fährmann, der Seelen in die von Pluto beherrschte Unterwelt bringt – eine passende mythologische Übereinstimmung –, der zugleich an den Spitznamen „Char“ seiner Frau Charlene anklang. Die Internationale Astronomische Union nahm den Namen 1985 offiziell an. Die Entdeckung schärfte sofort das Bild der Astronomen vom System: Die Verfolgung von Charons Umlaufbahn legte endlich Plutos wahre Masse und Größe fest und zeigte, dass er weit kleiner war als frühere Schätzungen.

Eine gebundene, gegenseitige Umarmung

Charon umkreist Pluto in nur knapp 19,600 km Entfernung – näher, als viele Satelliten sich an ihre Riesenplaneten schmiegen – und vollendet einen Umlauf alle 6.39 Erdtage auf einer nahezu perfekt kreisförmigen, kaum geneigten Bahn. Diese Periode ist kein Zufall: Sie stimmt exakt mit Plutos eigener Rotation überein. Das System ist doppelt, oder gegenseitig, gebunden rotierend, was bedeutet, dass jeder Körper dem anderen für immer dasselbe Gesicht zeigt.

Die Konsequenzen sind seltsam vorzustellen. Von der Pluto zugewandten Hemisphäre Charons aus hängt Pluto reglos am Himmel, geht nie auf und nie unter, dreht sich an Ort und Stelle langsam durch seine Oberflächenmarkierungen und Phasen. Von der fernen Hemisphäre beider Welten aus ist der Begleiter überhaupt nie sichtbar. Es ist das vollständigste Beispiel eines synchronisierten Planet-Mond-Tanzes im gesamten Sonnensystem.

Eine aufgesprengte Kruste

New Horizons enthüllte eine Oberfläche, weit geschäftiger als der zerschundene, einheitliche Eisball, den viele Wissenschaftler vorhergesagt hatten. Charons markantestes Merkmal ist ein gewaltiger Gürtel aus Klüften und Trögen, der sich über sein Antlitz zieht – darunter der inoffiziell Serenity Chasma genannte Canyon –, der sich über mehr als 1,600 km erstreckt, rund viermal die Länge des Grand Canyon, und stellenweise etwa doppelt so tief ist, mehrere Kilometer bis zu 7 km stürzend. Missionsgeologen beschrieben es, als sei die gesamte Kruste des Mondes aufgesprengt worden.

Der Bruch könnte einen uralten inneren Ozean dokumentieren. Hätte Charon einst eine Schicht flüssigen Wassers unter seiner eisigen Schale gehabt, hätte deren Gefrieren den Mond zur Ausdehnung gezwungen und die äußere Kruste von innen aufgerissen. Südlich der großen Canyons liegt Vulcan Planitia, eine breite, vergleichsweise glatte und leicht verkraterte Ebene, die offenbar erneuert wurde – höchstwahrscheinlich vor langer Zeit von kryovulkanischen „Laven“ aus Wasser und Ammoniak überflutet, die durch die Risse emporquollen und fest gefroren.

Der rote Fleck namens Mordor

Charons Nordpol wird von einem diffusen, rötlich-braunen Fleck gekrönt, den das New-Horizons-Team Mordor Macula taufte, nach dem dunklen Land in Tolkiens Mittelerde. Sein Ursprung ist eines der elegantesten Ergebnisse des Vorbeiflugs. Gase, die aus Plutos dünner Atmosphäre entweichen – hauptsächlich Methan – driften hinüber zu Charon und werden in der tiefen Kälte seines Winterpols gefangen, wo die Temperaturen tief genug fallen, um sie auszufrieren.

Über Charons lange Jahreszeiten hinweg wird dieses gefrorene Methan von ultraviolettem Sonnenlicht und Strahlung bombardiert, die es aufspalten und den Rückstand zu schwereren, rötlichen organischen Verbindungen namens Tholine verkochen. Über Millionen von Jahren sammeln sich diese zu dem dämmrigen Fleck, den wir sehen. Im Grunde bemalt eine Welt still den Pol ihres Begleiters – eine chemische Verbindung zwischen Pluto und Charon, über die Oberfläche geschrieben.

Eine eisige, luftlose Welt

Anders als Pluto besitzt Charon keine nennenswerte Atmosphäre und zeigt wenig von Plutos farbenfroher Vielfalt. Seine Oberfläche wird von Wassereis dominiert, mit Flecken ammoniakhaltiger Verbindungen, die auf die kryovulkanische Vergangenheit hindeuten, und ist über den größten Teil seines Terrains grau und verkratert, abgesehen von der roten Polkappe. Mit dem halben Durchmesser Plutos, aber weit weniger als der halben Masse, ist Charon ein Körper geringerer Dichte, reich an Eis – im Einklang mit einer Entstehung aus Trümmern, die bei einem gewaltigen Einschlag von einem jungen Pluto abgesprengt wurden, dasselbe grundlegende Szenario, das für den Erdmond vorgeschlagen wird.

Wie man ihn erspähen kann

Charon ist eine echte Herausforderung für Hobbybeobachter. In Plutos Entfernung leuchtet das Paar bei nahezu Größenklasse 14, weit außerhalb der Reichweite von bloßem Auge und kleinem Teleskop, und Charon sitzt so nah an Pluto, dass die visuelle Trennung der beiden ein großes Amateurinstrument, exzellentes Seeing und geduldige Technik erfordert. Die meisten Enthusiasten verfolgen Pluto und Charon stattdessen als unaufgelösten Punkt, der langsam vor den Sternen der Sommermilchstraße driftet. Für einen echten Blick auf Charons Canyons und seinen schattigen roten Pol bleiben die 2015 von New Horizons zurückgesandten Bilder vorerst unser einziges Fenster.