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Wasserdampf um Zwergplanet Ceres
von Stefan Deiters
astronews.com
24. Januar 2014
Im kommenden Jahr erreicht die NASA-Sonde Dawn den
Zwergplaneten Ceres, das größte Objekt im Asteroidengürtel zwischen Mars und
Jupiter. Der Besuch könnte nun noch interessanter werden als gehofft: Mithilfe
des ESA-Infrarot-Weltraumteleskops Herschel haben Astronomen nämlich
jetzt Wasserdampf um Ceres entdeckt. Es ist der erste eindeutige Nachweis von
Wasser bei einem Objekt des Asteroidengürtels.
Mithilfe des
Weltraumteleskops Herschel wurde Wasserdampf um
den Zwergplaneten Ceres entdeckt.
Bild: ESA/ATG medialab |
Mit einem Durchmesser von 950 Kilometern ist Ceres das größte Objekt im
Asteroidengürtel zwischen Mars und Jupiter. Im Gegensatz zu den anderen
Asteroiden verfügt Ceres zudem über ein kugelförmiges Aussehen und gilt damit
offiziell - wie beispielsweise auch Pluto - als Zwergplanet. Astronomen
vermuten, dass Ceres über einen Gesteinskern verfügt, der von einem Mantel aus
Eis umgeben ist.
Wie dieser und andere Asteroiden aber genau aufgebaut sind und woraus ihre
Oberfläche besteht, hat Bedeutung über die Erforschung des Asteroidengürtels
hinaus: Bei der Entstehung des Sonnensystems vor rund 4,6 Milliarden Jahren
dürfte es nämlich im inneren Bereich, wo heute die Planeten Merkur, Venus, Erde
und Mars kreisen, so heiß gewesen, dass Wasser hier nicht kondensieren konnte.
Doch wie ist dann das Wasser beispielsweise auf die Erde gekommen? Astronomen
haben Asteroiden und Kometen in Verdacht. Als diese über einen längeren Zeitraum
in der Frühphase des Sonnensystems immer wieder auf den inneren Planeten
einschlugen, gelangte damit auch Wasser auf diese Planeten. Doch während man von
Kometen inzwischen weiß, dass sie Wassereis enthalten, gab es bei Asteroiden
bislang lediglich Indizien dafür - etwa in Form von kometenähnlicher Aktivität
bei einigen Asteroiden. Ein definitiver Nachweis von Wasserdampf fehlte bislang.
Bei Beobachtungen von Ceres mit dem Spektrometers HIFI (Heterodyne Instrument
for Far Infrared) an Bord des ESA-Infrarot-Weltraumteleskops Herschel
entdeckten Wissenschaftler nun Hinweise darauf, dass Wasserdampf von der eisigen
Oberfläche des Asteroiden ins All strömt. "Es ist das erste Mal, dass Wasser im
Asteroidengürtel entdeckt wurde und liefert den Beweis dafür, dass Ceres eine
eisige Oberfläche und eine Atmosphäre hat", so Michael Küppers vom European
Space Astronomy Centre der ESA.
Auf den Ursprungsort des Wasserdampfs auf der Oberfläche schlossen die
Astronomen aus der zeitlichen Variation des Wassersignals während der
neunstündigen Drehung des Asteroiden um die eigene Achse. Praktisch alle Signale
von Wasser kamen aus zwei bestimmten Regionen auf der Oberfläche.
"Wir schätzen, dass rund sechs Kilogramm Wasserdampf pro Sekunde entstehen, so
dass nur ein kleiner Teil der Oberfläche von Ceres mit Wassereis bedeckt sein
müsste", erklärt Laurence O'Rourke, der für die Beobachtungen von Kometen und
Asteroiden mit Herschel verantwortlich war. "Das passt gut zu den zwei
eng begrenzten Strukturen auf der Oberfläche, die wir entdeckt haben." Der
Wasserdampf dürfte vermutlich durch Sublimation entstehen, also durch den
direkten Übergang von Eis zu Gas. Dabei wird dann Staub von der Oberfläche
mitgerissen, was wiederum frisches Eis im Untergrund freilegt, so dass der
Prozess weitergehen kann.
Die beiden Regionen, von denen der Wasserdampf auszugehen scheint, sind etwa
fünf Prozent dunkler als die übrige Ceres-Oberfläche. Sie dürften also mehr
Sonnenlicht absorbieren und damit wärmer sein, wodurch die Sublimation von
Wassereisvorkommen hier effektiver abläuft. Alternativ könnte es auch sogenannte
Eisvulkane auf Ceres geben, die Wasserdampf ins All blasen.
Das Schöne an den in dieser Woche in einem Fachartikel in der
Wissenschaftszeitschrift Nature vorgestellten Beobachtungen ist, dass
sich der tatsächliche Ursprung des Wasserdampfs schon im kommenden Jahr wird
klären lassen: Dann wird nämlich die NASA-Sonde Dawn in einen Orbit um
Ceres einschwenken und den Zwergplaneten gründlich untersuchen.
Die Beobachtungen mit dem Weltraumteleskop Herschel, das inzwischen
außer Dienst gestellt wurde, waren zwischen November 2011 und März 2013 gemacht
worden.
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