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Asteroidengürtel

Ceres verblüfft Planetenforscher

Beobachtungen mit der Raumsonde Dawn zeigen, dass sich auch heute noch neue Eisablagerungen auf dem Zwergplaneten Ceres bilden. Zudem scheint es jahreszeitliche Veränderungen zu geben, die auf Unterschiede in der Sonneneinstrahlung zurückgehen.
Zwergplanet Ceres in natürlichen Farben, aufgenommen von der Raumsonde Dawn

Seit März 2015 umrundet die US-Raumsonde Dawn den Zwergplaneten Ceres auf wechselnden Umlaufbahnen und hat seitdem eine Vielzahl von Bildern und Messdaten zur Erde gefunkt. Nun fanden zwei Forscherteams am italienischen Istituto di Astrofisica e Planetologia Spaziali in Rom in den Daten von Dawn Belege dafür, dass der kugelförmige Riesenasteroid zwischen Jupiter und Mars auch heute noch geologisch aktiv ist und es dadurch zu sichtbaren Veränderungen auf der Oberfläche kommt. Somit ist Ceres weit davon entfernt, eine inaktive und staubtrockene Kraterwüste wie unser Mond zu sein, auch wenn sich die beiden Himmelskörper auf den ersten Blick ähneln. Offenbar handelt es sich um eine dynamische Welt, auf der es sogar eine Art Wasserkreislauf gibt.

Die Planetenforscher um Andrea Raponi haben den rund 20 Kilometer großen Einschlagkrater Juling auf der Südhalbkugel des Zwergplaneten untersucht, der einen mittleren Durchmesser von rund 950 Kilometern aufweist. Sie verwendeten dazu Messwerte des abbildenden Spektrometers VIR im Infraroten und Aufnahmen der beiden Kameras an Bord von Dawn, die im Abstand von sechs Monaten aufgezeichnet wurden. In den steilen Kraterwällen von Juling fanden sie mit VIR klare Hinweise auf Wassereis in den Gesteinen. Und nicht nur das, innerhalb des halben Jahres wuchs die eishaltige Fläche von ursprünglich 3,6 Quadratkilometern auf 5,5 Quadratkilometer an – ein Zuwachs um rund zwei Drittel. Damit wurde erstmals eine Veränderung auf Ceres direkt beobachtet.

Der Einschlagkrater Juling auf dem Zwergplaneten Ceres (Aufnahme der US-Raumsonde Dawn)
Der Einschlagkrater Juling auf dem Zwergplaneten Ceres | Der rund 20 Kilometer große Einschlagkrater Juling befindet sich auf der Südhalbkugel des 950 Kilometer großen Zwergplaneten Ceres. Er zeichnet sich durch sehr steile Kraterwände aus, deren Gesteine größere Mengen an Wassereis enthalten. Verdampft dieses durch die Einwirkung der Sonnenstrahlung, verliert das Gestein seinen Zusammenhalt. So kam es in der Vergangenheit immer wieder zu Rutschungen von den Kraterwänden. Besonders deutlich ist eine Rutschung unterhalb des oberen Kraterrands sichtbar.

Die Forscher um Raponi führen die Änderungen auf jahreszeitliche Effekte auf Ceres zurück. Der Zwergplanet umläuft die Sonne auf einer recht elliptischen Bahn einmal in rund 4,6 Jahren, wodurch es zu Unterschieden in der Intensität der Sonneneinstrahlung kommt. Zudem ist auch die Rotationsachse von Ceres rund vier Grad gegen die Umlaufebene geneigt, was ebenfalls Unterschiede bei der Sonneneinstrahlung bedeutet. Steigt die Sonneneinstrahlung an, so erhöht sich die Temperatur der Oberfläche. Dadurch wird aus den Gesteinen im Inneren des Kraters Juling Wasserdampf freigesetzt, der sich dann als Wassereis in den schattigen Bereichen des steilen Kraterwalls niederschlägt und damit die Größe der eishaltigen Flächen erhöht.

Mysteriöser weißer Fleck im Krater Occator
Mysteriöser weißer Fleck im Krater Occator | Im Inneren des rund 90 Kilometer großen Einschlagkraters Occator auf Ceres befinden sich helle Ablagerungen aus Natriumkarbonaten. Sie wurden durch kryovulkanische Aktivität an die Oberfläche des Zwergplaneten gebracht, bei der salzhaltige wässrige Lösungen aufstiegen. Das Wasser verdampfte, so dass sich die Salze in fester Form ablagerten.

Eine weitere Arbeitsgruppe um Filoppo Giacomo Carrozzo befasste sich mit den Karbonatablagerungen auf Ceres, die dort für die weit verbreiteten hellen Flecken auf der Oberfläche verantwortlich sind. Sie bestehen meistens aus Magnesium-Kalzium-Karbonaten, aber auch aus Natriumkarbonaten. Das bekannteste Beispiel sind die hellen Flecken im rund 90 Kilometer großen und jungen Einschlagkrater Occator. Zusätzlich fanden die Forscher um Carrozzo noch elf weitere Stellen auf Ceres, in denen Natriumkarbonate vorkommen. Dabei konnten sie durch Analyse von spektroskopischen Daten im Infraroten feststellen, dass sich in den Kristallstrukturen der Natriumkarbonate Wasser befindet. Dies ist überraschend, denn unter den Bedingungen auf der Ceres-Oberfläche – ein annähernd perfektes Vakuum und relativ hohe Oberflächentemperaturen – ist Wasser auch in Kristallstrukturen nicht stabil und entweicht innerhalb von wenigen Millionen Jahren restlos ins All. Die Anwesenheit wasserhaltiger Natriumkarbonate ist somit ein klarer Hinweis auf junge vulkanische Aktivität auf Ceres, die mit hoher Wahrscheinlichkeit auch heute noch andauert.

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