Bei ihrem Vorbeiflug an Pluto im Juli 2015 sandte die NASA-Raumsonde New Horizons zahlreiche Bilder des Zwergplaneten und seiner fünf Monde zur Erde. Ein besonders auffälliges Merkmal auf der sehr abwechslungsreichen Pluto-Oberfläche war ein helles herzförmiges Gebilde, das in der Folge den Namen Sputnik Planitia erhielt. Seit seiner Entdeckung wird in der Planetenforschung der Frage nachgegangen, wie diese Struktur entstanden ist. Eine Gruppe um den Wissenschaftler Harry A. Ballentyne von der Universität Bern präsentiert nun in »Nature Astronomy« eine neue Theorie, wie Pluto zu seinem eisigen Herzen kam.

Offenbar geht Sputnik Planitia auf den Einschlag eines etwa 700 Kilometer großen Himmelskörper zurück, der in der Frühzeit des Sonnensystems vor mehr als 4,5 Milliarden Jahren streifend auf dem Zwergplaneten aufschlug. Dabei entstand ein sichtbares, tropfenförmiges Becken von 1200 Kilometer Breite und 2000 Kilometer Länge, das mit festem Stickstoffeis gefüllt ist. Diese Füllung sorgt für die auffällige Helligkeit. Noch heute liegt diese Region etwa drei bis vier Kilometer unterhalb des allgemeinen Oberflächenniveaus. Östlich von Sputnik Planitia bildet eine erheblich dünnere Schicht aus Stickstoffeis den zweiten Flügel des Herzens.

Mit Hilfe von Computersimulationen, die das hydrodynamische Verhalten der Materialien von Impaktor und vom Zielobjekt berücksichtigen, gelang es, mögliche Entstehungsszenarien durchzuspielen. Aus den Berner Simulationen ergibt sich, dass das Innere von Pluto sehr kalt ist und trotz der Wärmefreisetzung beim Auftreffen des Impaktors nicht geschmolzen ist. Tatsächlich erfolgte der Einschlag schräg und mit vergleichsweise geringer Geschwindigkeit. Daher hält es das Forschungsteam für möglich, dass der Kern des Impaktors erhalten blieb und noch heute im Mantel unter Plutos Eiskruste stecken könnte.

»Plutos Kern ist so kalt, dass das Gestein sehr hart blieb und trotz der Hitze des Einschlags nicht schmolz. Und dank des schrägen Einschlagwinkels und der geringen Geschwindigkeit sank der Kern des Einschlagkörpers nicht in Plutos Kern ein, sondern blieb auf ihm liegen«, erklärt Harry Ballantyne. Nur so lässt sich erklären, dass Sputnik Planitia immer noch länglich ist, denn bei einer geringeren Festigkeit des Pluto-Inneren würde ein rundes Einschlagbecken entstanden sein, wie es von vielen Himmelskörpern mit fester Oberfläche bekannt ist. Sollte dies stimmen, wäre es unwahrscheinlich, dass sich tief unter der Eiskruste des Zwergplaneten ein Ozean aus flüssigem Wasser befindet, was in manchen Theorien des inneren Aufbaus des Himmelskörpers angenommen wird.