Da die Raumsonde Dawn jetzt auf den Zwergplaneten/Asteroiden Ceres zusteuert, ist die Mission plötzlich noch faszinierender geworden. Das Weltraumobservatorium Herschel hat Wasserdampf um Ceres entdeckt, und der Dampf könnte von Wasserfahnen ausgehen – ähnlich denen auf dem Saturnmond Enceladus – oder er könnte vom Kryovulkanismus von Geysiren oder eisigen Vulkanen stammen.
„Dies ist das erste Mal, dass Wasserdampf auf Ceres oder einem anderen Objekt im Asteroidengürtel eindeutig nachgewiesen wurde und beweist, dass Ceres eine eisige Oberfläche und eine Atmosphäre hat“, sagte Michael Küppers von der ESA in Spanien, Hauptautor einer Veröffentlichung in die Zeitschrift Natur.
Ceres könnte als eine Art Identitätskrise angesehen werden, und diese neue Entdeckung könnte die Dinge noch komplizierter machen. Als es 1801 entdeckt wurde, dachten Astronomen, es sei ein Planet, der zwischen Mars und Jupiter kreist. Später wurden andere Körper mit ähnlichen Umlaufbahnen gefunden, die die Entdeckung des Asteroidengürtels unseres Sonnensystems markierten.
Ceres behauptete, der größte Asteroid in unserem Sonnensystem zu sein, aber im Jahr 2006 klassifizierte die Internationale Astronomische Union Ceres wegen seiner Größe als Zwergplanet.
Aber könnte Ceres nun auch kometenähnliche Eigenschaften haben? Herschel-Wissenschaftler sagen, die einfachste Erklärung für die Wasserdampfproduktion ist die Sublimation, bei der Eis erwärmt und direkt in Gas umgewandelt wird, den Oberflächenstaub mitreißt und darunter frisches Eis freilegt, um den Prozess aufrechtzuerhalten. So funktionieren Kometen.
Ceres hat einen Durchmesser von etwa 950 Kilometern. Die beste Vermutung für die Zusammensetzung von Ceres ist, dass es geschichtet ist, vielleicht mit einem felsigen Kern und einem eisigen äußeren Mantel. Es wurde angenommen, dass Eis auf Ceres existiert, aber bis jetzt nicht schlüssig entdeckt worden war.
Diese Grafik zeigt die Variabilität der Intensität des Wasserabsorptionssignals, das am 6. März 2013 auf Ceres vom Weltraumobservatorium Herschel entdeckt wurde. Quelle: ESA.
Herschel nutzte seine Ferninfrarotsicht mit dem HIFI-Instrument, um eine klare spektrale Signatur des Wasserdampfs zu sehen. Aber interessanterweise sah Herschel nicht jedes Mal Wasserdampf, wenn er hinsah. Während der 9-stündigen Rotationsperiode des Zwergplaneten gab es Variationen im Wassersignal. Das Teleskop entdeckte viermal Wasserdampf, einmal gab es keine Signatur. Die Astronomen folgerten, dass fast der gesamte Wasserdampf von nur zwei Punkten auf der Oberfläche kam.
Obwohl Herschel kein aufgelöstes Bild von Ceres machen konnte, konnte das Team die Verteilung der Wasserquellen an der Oberfläche ableiten.
„Wir schätzen, dass pro Sekunde ungefähr 6 kg Wasserdampf produziert werden, sodass nur ein winziger Bruchteil von Ceres mit Wassereis bedeckt werden muss, was gut mit den beiden lokalisierten Oberflächenmerkmalen zusammenhängt, die wir beobachtet haben“, sagt Laurence O'Rourke, Principal Investigator für das Herschel-Asteroiden- und Kometenbeobachtungsprogramm namens MACH-11 und zweiter Autor der Arbeit.
Die beiden emittierenden Regionen sind etwa 5 % dunkler als der Durchschnitt auf Ceres. Da dunklere Regionen mehr Sonnenlicht absorbieren können, sind sie dann wahrscheinlich die wärmsten Regionen, was zu einer effizienteren Sublimation kleiner Wassereisreservoirs führt, sagte das Team.
Sie fügten hinzu, dass diese neue Erkenntnis erhebliche Auswirkungen auf unser Verständnis der Entwicklung des Sonnensystems haben könnte.
„Herschels Entdeckung der Wasserdampfausgasung von Ceres gibt uns neue Informationen darüber, wie Wasser im Sonnensystem verteilt ist“, sagte Göran Pilbratt, Herschel-Projektwissenschaftler der ESA. „Da Ceres etwa ein Fünftel der Gesamtmasse des Asteroidengürtels ausmacht, ist dieser Befund nicht nur für die Untersuchung kleiner Körper des Sonnensystems im Allgemeinen wichtig, sondern auch, um mehr über die Entstehung von Wasser auf der Erde zu erfahren.“
Dawn soll im Frühjahr 2015 auf Ceres eintreffen, nachdem sie mehr als ein Jahr damit verbracht hat, den großen Asteroiden Vesta zu umkreisen. Dawn wird uns den genauesten Blick auf die Ceres-Oberfläche geben und mehr Einblick in diese neueste Entdeckung geben.
„Wir haben eine Raumsonde auf dem Weg nach Ceres, also müssen wir nicht lange warten, bis wir mehr Kontext zu diesem faszinierenden Ergebnis direkt von der Quelle selbst erhalten“, sagte Carol Raymond, die stellvertretende leitende Ermittlerin von Dawn. „Dawn wird die Geologie und Chemie der Oberfläche in hoher Auflösung kartieren und die Prozesse aufdecken, die die Ausgasungsaktivität antreiben.“
