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Sicht von Hydra auf Pluto und Charon
Imaginärer Blick von Plutos neu entdecktem Mond Hydra auf sein Muttergestirn und seine beiden anderen Partnermonde Charon und Nix

Kreisbahn zweier Körper um ein BaryzentrumPlutos im Jahr 1978 entdeckter Mond Charon ist mit 1207 km Durchmesser etwa halb so groß wie Pluto selbst. Das Masseverhältnis ist 8:1 und Charon umkreist Pluto in 19.404 km Abstand. Es liegt hier ein klassisches Doppelplanetensystem vor, das als solches um einen gemeinsamen Schwerpunkt kreist, das sogenannte Baryzentrum. Es liegt bedingt durch den geringen Masseunterschied  beider Körper ca. 1200 km über Plutos Oberfläche, d.h. Pluto und Charon umkreisen sich quasi gegenseitig. Ähnliches gilt übrigens genau gleich für das Erde-Mond-System. Das Erde-Mond-Baryzentrum liegt im Mittel 4671 km außerhalb des Mittelpunkts der Erde, also noch innerhalb des Erdmantels in rund 1700 km Tiefe. Hierdurch bedingt "eiert" die Erde und es werden so Ebbe und Flut beeinflußt.

Charon wendet Pluto immer die gleiche Seite zu, während auch Pluto seinem Mond Charon immer die gleiche Seite zeigt. Eine solchermassen gebundene Rotation nennt man auch Hantelrotation. Sie gibt es im gesamten Sonnensystem nur bei Pluto und Charon und möglicherweise auch bei Orcus und seinem Mond Vanth. Beide Körper haben ihre Eigenrotation aufgrund der Gezeitenkräfte gegenseitig soweit abgebremst, dass sie sich während eines Umlaufs umeinander auch genau einmal um ihre eigene Achse drehen. Unter Paaren von annähernd gleich großen Asteroiden ist solch eine Synchronrotation wahrscheinlich relativ häufig.

Pluto hat neben dem großen Mond Charon zwei sehr viel kleinere Satelliten namens Nix und Hydra. Sie wurden erst im Jahr 2005 auf Aufnahmen des Hubble Space Teleskops entdeckt. Beider Durchmesser konnte bisher nur aufgrund der abgestrahlten Helligkeit geschätzt werden und liegt zwischen 40 km und 160 km. Sie umlaufen Pluto genau wie auch Charon auf fast perfekten Kreisbahnen. Ihre Umlaufzeiten sind zu der von Charon resonant: während Charon Pluto zwölfmal umrundet, umkreist Hydra seinen Mutterplaneten zweimal und Nix dreimal. Spätestens, wenn im Jahre 2015 das Raumschiff New Horizons genau zwischen Pluto und Charon hindurchfliegen wird, dürfte es sehr viel genauere messwerte zu Pluto und seinen Monden geben.

Nach der Entdeckung der Kleintrabanten wird die Entstehung von Charon nun zusammen mit diesen beiden verstärkt durch eine Kollision von Pluto mit einem anderen plutogroßen Kuipergürtelobjekt diskutiert. Für eine gemeinsame Entstehung aller Plutomonde sprechen die komplanaren Bahnen mit den annähernd resonanten Umlaufzeiten.

Die Entdeckung weiterer Plutomonde kam unerwartet, da bis dahin kein Himmelskörper mit mehr als einem Satelliten jenseits des Neptun beobachtet worden war, jedoch wurde bereits einen Monat später auch bei (136108) Haumea ein zweiter Mond gefunden. Da Pluto und Charon mit einiger Berechtigung auch als Doppel(zwerg)planet aufgefasst werden können, kann man Nix und Hydra auch als Nachweis dafür sehen, dass Monde stabile Bahnen um ein Doppelsystem ausführen können.
 
Vergleich Erde/Mond mit Pluto/Charon
Größenvergleich von Terra und Luna mit Pluto und Charon. Beides sind Doppelplaneten im Sonnensystem.

Am 20. Juli 2011 wurde von der NASA die Entdeckung eines vierten Plutomondes durch das Weltraumteleskop Hubble bekannt gegeben (Originalveröffentlichung ist hier). Der neue Mond, P4 genannt, hat nur eine Größe zwischen 13 - 34 km und bewegt sich auf einer Bahn zwischen den beiden anderen Monden Nix und Hydra in einer Entfernung von 59.000 km von seinem Mutterplaneten. Er umkreist Pluto alle 31 Tage:

Foto des Weltraumteleskops aufgenommen mit 6 Tagen Unterschied. Man sieht den Fortschritt der Monde auf ihrer Bahn um Pluto, darunter P4 mit seiner Bahn zwischen Nix und Hydra. P4 ist äußerst lichtschwach. Er konnte erst auf die Fotoplatte gebannt werden, als die alles überstrahlende Helligkeit von Pluto und seinem größten Mond Charon entsprechend abgeblendet worden war.

Damit noch nicht genug. Am 11. Juli 2012 wurde die Entdeckung eines weiteren, des fünften Plutomondes bekannt gegeben, plutoidenpages.eu berichtete. Diese war das Ergebnis einer mit dem Weltraumteleskop Hubble durchgeführten Meßkampagne zwischen Ende Juni und Anfang Juli 2012. Der vorläufig nur mit P5 bezeichnete neue Mond hat etwa 10-25 km Durchmesser und ist von unregelmäßiger Form. Sein Orbit liegt mit 92000 km Abstand von Pluto innerhalb der Bahn des dritten Mondes Nix, der auch erst 2005 entdeckt worden ist. Seine Bahnebene liegt in der Ebene der anderen Monde, d.h. dürfte ähnlichen Ursprungs wie diese sein.
 
Entdeckerfoto des Mondes P5
Hubble-Nachweisfoto des fünften Plutomondes "P5" (Credit: NASA, ESA, and M. Showalter (SETI Institute)

Das System Pluto-Charon hat also mittlerweile vier bekannte Monde, Nix, Hydra, P4 und P5, die alle um das gemeinsame Massenzentrum von Pluto und Charon kreisen, das 1200 km über der Oberfläche von Pluto liegt:
 
Umlaufbahnen der Plutomonde
Umlaufbahnen der Pluto/Charon-Monde um das gemeinsame Massezentrum, das etwa 1200 km über der Oberfläche von Pluto liegt (Quelle: NASA, ESA)

Die beiden 2011 und 2012 entdeckten kleinen Monde P4 und P5 wurden Anfang Juli 2013 von der IAU offiziell benannt. Sie heissen Kerberos und Styx (plutoidenpages.eu berichtete).