Plutos Mond Charon: Eine Eismaschine?

Geysire, aus denen matschiges Eis quillt, bedecken offenbar die kleine Welt im äußeren Sonnensystem mit Eiskristallen. Die "Eisproduktion" funktioniert in etwa so, wie bei einer Eismaschine.
Allerdings eine sehr, sehr langsam funktionierende Eismaschine.

Künstlerische Darstellung von Charon mit Pluto im Hintergrund. Dampfwolken und helle Flecken stellen das mit Ammoniak angereicherte Wasser dar, wie es aus der Tiefe von Charon hervorbricht.
Bild: Gemini Observatory

Die Forscher sind der Meinung, dass das Wasser nur im Schneckentempo aus der Oberfläche Charons quillt und dessen Oberfläche mit einer dünnen Eisschicht überzieht; diese Eisschicht wächst allerdings in hunderttausend Jahren nur um einen Millimeter.
Diese Entdeckung, die im Astrophysikalischen Journal vom 10. Juli 07 detailliert beschrieben wird, deutet nicht nur darauf hin, dass Wassereis im Inneren von Charon vorhanden sein könnte sondern auch, dass andere Objekte des Kuiper-Gürtels ähnlich beschaffen sind.
Von den Geysiren oder dem Eis auf Charon gibt es zwar keine Fotos, aber die Forscher haben aufgrund spektraler "Fingerabdrücke" Ammoniak-Hydrate und Wasserkristalle im reflektierten Licht von Charon gefunden. Die Entdeckung lässt darauf schließen, dass ammoniakhältiges flüssiges Wasser tief im Inneren von Charon vorhanden ist, Vermutlich sickert es durch Risse, die durch Impakte entstanden sind an die Mondoberfläche. Die Forscher sind der Meinung, dass es kryovulkanische Eruptionen sind, die Flüssiges vom Inneren des Mondes nach aussen befördern.

Flüssiges Innere

Wenn Charons Eis ein "primordiales Eis" wäre, dass aus der Entstehungszeit des Sonnensystems übrig geblieben ist, hätte es die kristalline Struktur durch das Bombardement kosmischer Strahlung und durch die UV-Strahlung der Sonne verloren. Und wenn das Eis durch Impakte von Meteoriten auf die Oberfläche des Mondes gelangt wäre, hätte es eine andere chemische Zusammensetzung.
Die Spektren weisen durchwegs auf Kryovulkanismus hin, welcher flüssiges Wasser zur Oberfläche befördert auf der es dann zu Eiskristallen friert. Das impliziert, dass Charon Inneres flüssig ist. Diese Meinung vertritt der Leiter der Studie, Jason Cook, von der staatlichen Universität von Arizona.
Kryovulkanismus findet man auch auf anderen Monden im Sonnensystem, z. B auf dem Saturnsatelliten Enceladus und dem Jupitersatelliten Europa. Allerdings werden beide Monde durch die starken Gezeitenkräfte ihrer Planeten durchgeknetet, wodurch Risse entstehen in den Mondoberflächen aus denen dann die Flüssigkeit rausgepresst wird.
Bei Charon gibt es aber keine starken Gezeitenkräfte, so dass es eine andere Erklärung für den Kryovulkanismus geben müsste. Stattdessen könnte es auf Charon eine innere Wärmequelle geben, die durch radioaktiven Zerfall hervorgerufen wird. Das mit Ammoniak angereicherte Wasser tief unter der Oberfläche wird dadurch zum Schmelzen gebracht. Wenn nun das flüssige Wasser durch Spalten in der Oberfläche austritt, friert es sofort und "schneit" auf des Mondes Oberfläche hinab. Es entstehen helle Flecken bestehend aus Eis, die im Infraroten sichtbar werden.

Frostschutzmittel Ammoniak

Ammoniak funktioniert wie ein Frostschutzmittel. Es verhindert, dass flüssiges Wasser gefriert. Je größer der Anteil an Ammoniak im Wasser ist, desto tiefer sinkt die Schmelztemperatur ab. Und Ammoniak ist ein Stoff, der im äußeren Sonnensystem in größerer Menge vorhanden ist.