Weiße Flecken auf dunklem Asphalt

Dawn umkreist seit März den Zwergplaneten Ceres im Asteroidengürtel zwischen Mars und Jupiter (was Ceres, nicht Pluto, zum ersten Zwergplaneten macht, den wir „besucht“ haben). Zuletzt hat sich die Sonde bis auf 385 Kilometer an Ceres herangewagt und etliche sehr detaillierte Fotos von der Oberfläche, vor allem der südlichen Hemisphäre, zur Erde geschickt. Dawn wird bis zum Ende der Sekundärmission Anfang 2016 auf dieser Höhe bleiben. Die ersten Bilder aus dieser Flughöhe, die die NASA ins Netz gestellt hat, übertreffen alles, was wir von Ceres bisher gesehen haben, an Detailfülle. Aber so viele Fragen sie auch beantworten, so viele neue Rätsel geben sie auf, nicht zuletzt im Hinblick auf die mysteriösen weißen Flecken, die überall auf der Ceres-Oberfläche gefunden wurden.

Der längliche Graben, der sich von links unten nach rechts oben durch das Bild zieht, ist Gerber Catena, eine Krater-Kette westlich des großen Kraters Urvara. Wie alle Gesteinsplaneten im inneren Sonnensystem (grob gesagt alles, was sich zwischen der Sonne und Jupiter befindet) ist Ceres mit Einschlagkratern, Rissen und Sprüngen übersäht. Woher erstere kommen, ist klar, aber bei letzteren sind sich die Forscher nicht ganz so einig. Die Risse könnten von den eingeschlagenen Asteroiden und Meteoriten verursacht worden sein, die die Oberfläche durch die schiere Wucht des Treffers aufreißen ließen. Es könnte aber auch sein, dass es sich hierbei um Spannungsrisse handelt, die bei Erdbeben – pardon: Ceres-Beben – verursacht worden sind. Die Gegend rund um den Tharsis-Buckel auf dem Mars ist eines der prominentesten Beispiele für solche Spannungsrisse. Weil sich diese Risse überall auf Ceres finden, halten die NASA-Forscher es durchaus für möglich, dass sich Ähnliches auch auf dem sehr viel kleineren Zwergplaneten, der einen durchschnittlichen Durchmesser von gerade einmal 940 Kilometern hat, ereignet hat. Nicht alle, aber einige der Risse, Sprünge und Graben könnten also Hinweise auf vergangene geologische Aktivität sein.

Die Ceres-Oberfläche hat in etwa die Farbe von frischem Asphalt. Umso deutlicher leuchten diese seltsamen weißen Flecken, die Dawn bereits bei iher Annäherung entdeckt hat, auf. Insgesamt kennen wir über 130 dieser seltsamen weißen Flecken, die auf dem ganzen Zwergplaneten verstreut sind. Viele von ihnen liegen in Einschlagkratern. Eine Studie unter der Leitung von Andreas Nathues vom Max-Plack-Institut für Sonnensystemforschungen in Göttingen, die Anfang Dezember in der Zeitschrift Nature veröffentlicht wurde, legt nahe, dass es sich bei den weißen Flecken um das Salz Hexahydrit handelt, ein Magnesiumsulfat. Nathues und seine Kollegen vermuten, dass die Flecken beim Einschlag von Meteoriten entstanden sind. Sublimiertes Wassereis hinterließ die Salze unter der Oberfläche, und beim Aufprall gelangten sie als helle Flecken an die Oberfläche. Das Vorkommen der weißen Flecken überall auf Ceres ließ Nathues vermuten, dass Ceres eine Schicht extrem salzhaltigen Wassers unter der Oberfläche hat. Bisher wurden dafür aber noch keine Beweise gefunden.

Die beiden hellsten Flecken befinden sich im Occator-Krater, der etwa 90 Kilometer im Durchmesser hat. Die Senke im Inneren ist mit dem weißen Material angefüllt, das einen Durchmesser von rund zehn Kilometern und eine Tiefe von einem halben Kilometer aufweist. Die dunklen Striche, die die Senke durchziehen, sind vermutlich Spannungsrisse. Auf dem Bild sind auch die Überreste einen zentralen Hügels im Krater noch auszumachen. Der scharfe Rand verrät den Wissenschaftlern, dass es sich bei Occator um einen relativ jungen Krater mit einem Alter von rund 78 Millionen Jahre handelt. Nathues und seine Kollegen stellten fest, dass in Occator ab und an ein diffuser Nebel herrscht, wenn die Sonne den Kraterboden trifft. Sie vermuten, dass es sich dabei um Wasserdampf handelt, der 2014 auch vom Herschel-Weltraumteleskop bemerkt wurde. Wie auch auf unserem Lieblingskometen 67P/Tschurjumow-Gerassimenko hebt der Wasserdampf auf Ceres augenscheinlich Staub- und Eispartikel in die Höhe, wenn tagsüber die Sonne die Oberfläche auf Höchsttemperaturen von bis zu – 33° C in Äquatornähe erwärmt. Sinken die Temperaturen dann wieder auf knackige -93° C ab, friert der Nebel wieder aus. Auch dieser Vorgang könnte zur Entstehung der weißen Flecken beigetragen haben.

Eine zweite Forschergruppe unter der Leitung von Maria Cristina De Sanctis entdeckte ammoniakhaltigen Ton auf Ceres, den Dawn mittels seiner Infrarotkamera aufgespürt hatte. Ammoniakeis könnte auf Ceres heute nicht mehr existieren, dafür ist der Zwergplanet zu warm, weil er zu nahe an der Sonne ist. Im äußeren Sonnensystem hingegen kommt es sehr häufig vor. Dieser Fund löste die Frage aus, woher Ceres eigentlich stammt. Es könnte sein, dass sich der Zwergplanet in der wesentlich kälteren Gegend des äußeren Sonnensystems gebildet hat und erst später in seine jetzige Umlaufbahn gewandert ist – wie auch immer er das geschafft haben sollte. Möglich ist aber auch, dass Ceres an Ort und Stelle entstand, dabei aber Material, das von jenseits der Neptunbahn ins innere Sonnensystem gedriftet ist, aufgenommen hat. Wie viele solche ammoniakhaltige Minerale auf der Ceres-Oberfläche zu finden sind, werden ebenfalls die neuen Dawn-Messdaten aus geringerer Höhe ergeben. Wir dürfen also gespannt sein, was da noch an neuen Erkenntnissen auf uns zukommt. Ceres hat sich jedenfalls als ein sehr viel interessanterer Ort erwiesen, als wir zunächst dachten. Wie auch Zwergplanetenkollege Pluto ist Ceres alles andere als ein langweiliger kalter Felsen im All.

Titelbild: Occator in Falschfarben © alle Bilder NASA/JPL-Caltech/UCLA/MPS/DLR/IDA