VESTA
Flüchtige Stoffe veränderten Oberfläche
von Stefan Deiters
astronews.com
24. September 2012

Mithilfe von Daten, die die Sonde Dawn aus ihrem niedrigen Orbit um den Asteroiden Vesta gewonnen hat, haben Astronomen hydratisierte Minerale auf Vestas Oberfläche nachweisen können. Plötzlich verdampfendes Material ließ zudem eigentümliche Löcher entstehen, die in einem Krater besonders ausgeprägt sind.

Ein Blick in den Krater Marcia mit seiner eigentümlichen löchrigen Oberfläche. Bild: NASA / JPL-Caltech / UCLA / MPS / DLR / IDA / JHUAPL [Großansicht]

Flüchtige Stoffe, also Materialien, die sehr leicht verdampfen, haben die Oberfläche des Asteroiden Vesta merklich verändert. So sorgten sie für eine Verfärbung in der Äquatorregion des Asteroiden und ließen - durch den Verdampfungsprozess - auch eigentümliche Löcher entstehen. Bei dem verdampften Material handelte es sich, so die Ansicht der Wissenschaftler, sehr wahrscheinlich um Wasser, das zuvor in sogenannten hydratisierten Mineralen gebunden war. Diese gelangten vermutlich durch Meteoriten auf die Oberfläche von Vesta. Wassereis wurde auf dem Asteroiden nicht gefunden.

Die Resultate, die in der vergangenen Woche in zwei Fachartikeln in der Zeitschrift Science beschrieben wurden, basieren auf Daten der NASA-Sonde Dawn, die den Asteroiden Vesta über ein Jahr lang von einem Orbit aus erkundet hat (astronews.com berichtete wiederholt). So wurde mit Hilfe des Gamma Ray and Neutron Detector (GRaND) die Signatur von Wasserstoff auf der Oberfläche Vestas nachgewiesen. Vermutlich, so die Forscher, liegt der Wasserstoff in Form von Hydroxyl oder als in Mineralen gebundenes Wasser vor.

"Bei der Quelle von Wasserstoff auf der Oberfläche von Vesta scheint es sich um hydratisierte Minerale zu handeln, die durch kohlenstoffreiche Meteoriten auf die Oberfläche gelangt sind, deren Geschwindigkeit bei der Kollision mit Vesta so gering war, dass ihr flüchtiger Inhalt erhalten geblieben ist", vermutet Thomas Prettyman vom Planetary Science Institute, der leitende Wissenschaftler des Instruments GRaND. Prettyman ist auch Erstautor einer der beiden Fachartikel. Der zweite Artikel beschäftigt sich mit der Entdeckung von eigentümlichen Löchern in der Oberfläche, die durch das Freiwerden flüchtiger Stoffe entstanden sein dürften.

Die Wissenschaftler hatten zuvor die Existenz von Wassereis dicht unter der Oberfläche von Vesta in der Nähe der Polregionen des Asteroiden für möglich gehalten, obwohl es auf Vesta keine permanent schattigen Regionen gibt wie auf dem Erdmond. Die stärkste Signatur von Wasserstoff in den Dawn-Daten fand sich nun aber in der Äquatorregion des Asteroiden, wo Wassereis nicht für längere Zeit existieren kann.

Die Entstehung der an manchen Stellen entdeckten löchrigen Oberfläche erklären sich die Wissenschaftler so: In einigen Fällen könnten Meteoriten in Ablagerungen aus hydratisierten Mineralen gestürzt sein, die durch frühere Einschläge dorthin gelangt waren.  Durch die Hitze, die bei der Kollision entstanden ist, wurde der in den Mineralen gebundene Wasserstoff in Wasser verwandelt, was dann sofort verdampft ist. Die dadurch entstandenen Löcher auf Vestas Oberfläche haben einen Durchmesser von bis zu einem Kilometer und eine Tiefe von bis zu 200 Metern. Das beste Beispiel für eine so entstandene Oberfläche fanden die Forscher auf Bildern des Kraters Marcia.

"Diese Löcher ähneln sehr stark bestimmten Strukturen auf dem Mars", so Brett Denevi vom Applied Physics Laboratory der Johns Hopkins University, der Erstautor des zweiten Fachartikels. "Auf dem Mars war Wasser allerdings einmal recht verbreitet, auf Vesta ist es überraschend, dass es einmal so viel davon gab. Unsere Resultate liefern nicht nur Beweise dafür, dass es einmal hydratisierte Minerale auf dem Asteroiden gegeben hat, sondern dass sie auch eine wichtige Rolle bei der Entstehung der heutigen Oberfläche gespielt haben."

Durch die GRaND-Daten liegt nun die erste direkte Bestimmung der elementaren Zusammensetzung von Vestas Oberfläche vor. Mit Hilfe der Daten konnte auch zweifelsfrei gezeigt werden, dass es eine Verbindung zwischen einer bestimmten Gruppe von auf der Erde gefundenen Meteoriten und dem Asteroiden gibt. Die Sonde Dawn befindet sich inzwischen auf dem Weg zu ihrem nächsten Ziel, dem Zwergplaneten Ceres.