Neue Hinweise auf den Ursprung von Ceres` hellen Flecken
Dank der Daten welche die Raumsonde Dawn lieferte, konnten einige der gut gehüteten Geheimnisse von Ceres enthüllt werden. Dazu gibt es zwei neue Studien, die in der Zeitschrift Nature veröffentlicht wurden. Dazu gehören die mit Spannung erwarteten Erkenntnisse über die geheimnisvollen hellen Flecken, die auf der ganzen Oberfläche des Zwergplaneten gefunden wurden.
In einer Studie konnten die Wissenschaftler das helle Material als eine Art von Salz identifizieren. Die zweite Studie lieferte den Hinweis auf das Vorhandensein von an Ammoniak reicher Tonerde was die Frage aufwirft, wie Ceres entstanden sein könnte.
Über die hellen Flecken
Auf Ceres gibt es über 130 helle Bereiche, und die meisten von ihnen in Verbindung mit Einschlagkratern. Die Autoren der Studie unter der Leitung von Andreas Nathues vom Max-Planck-Institut für Sonnensystemforschung in Göttingen, schreiben, dass das helle Material eine Art von Magnesiumsulfat, genannt Hexahydrit, ist. Eine andere Art von Magnesiumsulfat, das dem uns vertrautem Bittersalz gleicht.
Nathues und Kollegen, welche die Bilder der Framing Camera auswerteten, sind der Meinung, dass diese salzreichen Gebiete entstanden sind, als Wasser-Eis in der Vergangenheit sublimierte, Wassereis, das durch Einschläge von Asteroiden in einer Mischung aus Eis und Salz ausgegraben wurde.
Nathues sagte: „Der globale Charakter von Ceres `hellen Flecken deutet darauf hin, dass diese Welt eine unterirdische Schicht aus salzigem Wassereis hat.
Ein neuer Blick auf Occator
Die Oberfläche von Ceres, deren mittlerer Durchmesser 940 Kilometer ist, ist in der Regel dunkel – ähnlich wie die Farbe von frischem Asphalt – schrieben die Autoren in der Studie. Die hellen Flecken, welche der Oberfläche ein markantes Aussehen verleihen, decken eine großen Helligkeitsbereich ab. Die hellsten Bereiche reflektieren etwa 50 Prozent der Sonneneinstrahlung. Aber es gab keinen eindeutigen Nachweis von Wassereis auf Ceres; dazu war eine höhere Auflösung notwendig um diese Frage beantworten zu können.
Der innere Bereich des Kraters Occator enthält das hellste Material auf Ceres. Occator selbst hat einen Durchmesser von 90 km und seine zentrale Vertiefung, die mit hellem Material bedeckt ist, hat eine Größe 10 km groß und eine Tiefe 0,5 km. Dunkle Streifen, möglicherweise Frakturen, durchqueren die Vertiefung. Reste eines zentralen Gipfels, der bis zu 0,5 km hoch war, ist noch zu erkennen.
Mit seinem scharfen Rand, seinen kantigen Wänden sowie seinen reichlich vorhandenen Terrassen und Erdrutsch-Ablagerungen scheint Occator eines der jüngsten Formationen auf Ceres zu sein. Sein Alter wird auf etwa 78 Millionen Jahre geschätzt.
Die Autoren der Studie schreiben, dass es über Occator eine diffuse Trübung nahe der Oberfläche zu geben scheint, die den Boden des Kraters bedeckt. Dies könnte Wasserdampf sein, der schon durch das Weltraumteleskop Herschel im Jahr 2014 beobachtet wurde. Der Dunst entsteht während der Mittagszeit (Ortszeit) und verschwindet in der Dämmerung und bei Einbruch der Dunkelheit. Dies legt nahe, dass dieses Phänomen der Aktivität auf der Oberfläche von Kometen ähnelt, wo Wasserdampf kleine Staubpartikel und Reste von Eis in die Höhe reißt. Zukünftige Daten und Analysen könnten diese Hypothese testen um heraus zu finden, welcher Prozess für diese Aktivitäten verantwortlich ist.
Die Bedeutung von Ammoniak
In der zweiten Nature-Studie haben Mitglieder des Wissenschaftsteams von Dawn die Zusammensetzung von Ceres untersucht und fanden Beweise für Tonerde die reich an Ammoniak ist. Sie verwendeten Daten vom Mapping-Spektrometer im sichtbaren und im infrarotem Bereich. Die verschiedenen Wellenlängen des Lichts werden von der Oberfläche reflektiert und ermöglichen dadurch eine Identifizierung der Mineralien.
Ammoniak-Eis würde heutzutage auf Ceres verdampfen, da der Zwergplanet zu warm ist. Allerdings könnten Ammoniakmoleküle, wenn sie in Kombination mit anderen Mineralien vorkommen, stabil sein.
Das Vorhandensein von Ammoniak-Verbindungen erhöht die Wahrscheinlichkeit, dass Ceres nicht im Asteroidengürtel zwischen Mars und Jupiter, wo der Zwergplanet derzeit zu Hause ist, sondern im äußeren Sonnensystem entstanden ist. Eine weitere Idee ist, dass Ceres sich zwar nahe ihrer derzeitigen Position gebildet hat, aber aus Materialien die vom äußeren Sonnensystem stammen, nahe der Neptunbahn wo Stickstoffeis thermisch stabil ist.
„Die Anwesenheit von Ammoniak-tragenden Spezies legt nahe, dass das Material aus dem Ceres entstand aus einer Umgebung stammt, in der Ammoniak und Stickstoff reichlich vorhanden ist. Wir denken daher, dass diese Material im äußeren kälteren Sonnensystem entstand“ sagt Maria Cristina De Sanctis vom Nationalen Institut für Astrophysik in Rom und Hauptautorin der Studie.
Bei einem Vergleich des Spektrums von Ceres mit Meteoriten fanden Wissenschaftler einige Ähnlichkeiten. Insbesondere konzentrierten sie sich auf die Spektren bzw chemischen Fingerabdrücke von kohligen Chondriten, einer Art von kohlenstoffreichen Meteoriten, von denen man dachte, dass eine relevante Analogie zum Zwergplaneten vorhanden ist. Aber diese sind nicht bei allen Wellenlängen gut vergleichbar, die das Instrument abgetastet hat. Insbesondere gab es markante Absorptions-Banden, Mischungen die Ammoniak-Mineralien enthielten, die mit Wellenlängen in Verbindung gebracht werden die nicht von der Erde aus mit Teleskopen beobachtet werden können.
Ein weiterer Unterschied den Wissenschaftler beobachtet hatten war, dass diese kohligen Chondriten einen Wassergehalt von 15 bis 20 Prozent haben, während Ceres einen Wassergehalt von 30 Prozent hat.
Ceres kann mehr flüchtige Stoffe halten als diese Meteoriten, oder es könnte auch sein, dass der Wassergehalt durch Material anwächst, das reich an flüchtigen Stoffen ist.
Ferner zeigt die Studie, dass tagsüber Oberflächentemperaturen auf Ceres von 180 bis 240 Kelvin herrschen. Die höchsten Temperaturen wurden in der Äquatorregion gemessen. Die Temperaturen in der Äquatorregion sind in der Regel so hoch, dass Eis an der Oberfläche für einige Zeit existieren kann, sagen die Autoren der Studie. Aber Daten von Dawns nächster Umlaufbahn werden weitere Details bringen.
Jetzt hat Dawn seine endgültige Höhe in der Umlaufbahn erreicht; das sind etwa 385 km über der Oberfläche des Zwergplaneten. Mitte Dezember wird Dawn mit den Beobachtungen aus dieser Höhe beginnen. Die Bilder werden dann eine Auflösung von 35 m pro Pixel haben. Ferner werden aus dieser geringen Höhe auch Infrarot- Gammastrahlen- und Neutronen-Spektren erstellt und Gravitations-Messungen durchgeführt.
11. Dezember 2015/SP
Verein Kuffner-Sternwarte
