Abenteuer Astronomie

Was DAWN bisher noch nicht entdeckte: Helle Flecken verändern sich

This artist’s impression is based on a detailed map of the surface compiled from images taken from NASA’s Dawn spacecraft in orbit around the dwarf planet Ceres. It shows the very bright patches of material in the crater Occator and elsewhere. New observations using the HARPS spectrograph on the ESO 3.6-metre telescope at La Silla in Chile have revealed unexpected daily changes on these spots, suggesting that they change under the influence of sunlight as Ceres rotates.

Seit etwas mehr als einem Jahr nun befindet sich die NASA-Sonde DAWN in einem Orbit um den Zwergplaneten Ceres. Sie ist das größte Objekt im sogenannten Asteroidengürtel (auch Hauptgürtel genannt) zwischen den Planetenbahnen von Mars und Jupiter. Obwohl sich der Großteil der bisher bekannten Asteroiden und Kleinkörper des Sonnensystems dort befindet, ist Ceres dort zugleich der einzige Himmelskörper der Klasse der Zwergplaneten.

Was in diesem Zeitraum als Entdeckung ein einigermaßen großes mediales Interesse erntete, ist streng genommen schon seit mehr als 10 Jahren bekannt: Auf der Oberfläche des Zwergplaneten existieren örtlich eng begrenzte Areale, die weit mehr Licht als die sie umgebenen dunklen Gebiete reflektieren.

Seit Ankunft der Raumsonde ist darüber hinaus bekannt, dass diese hellen Flecken zumeist im Inneren oder der unmittelbaren Umgebung von Einschlagskratern zu finden sind. Die in diesem Zusammenhang wohl prominentesten Oberflächenstrukturen befinden sich inmitten des 90 Kilometer großen Occator Einschlagskraters und lassen den Schluss zu, dass es sich bei Ceres um eine weitaus aktivere Welt handelt, als sie die meisten Mitglieder des Hauptgürtels darstellen.

Es mehren sich die Hinweise, dass die weißen Flecken im 90 Kilometer großen Krater Occator aus wasserhaltigen Magnesiumsalzen bestehen, die im Sonnenlicht Wasserdampf freisetzen. [NASA/JPL-Caltech/UCLA/MPS/DLR/IDA]

Diese Annahme hat einen wesentlichen Grund. Denn die von den Flecken reflektierte Lichtmenge unterliegt zeitlichen Schwankungen, die nicht alleine auf Rotationseffekte des Zwergplaneten zurückzuführen sind. Ceres dreht sich innerhalb von etwa neun Stunden einmal um die eigene Achse und innerhalb dieser Zeitspanne kommt es zu deutlichen Intensitätsunterschieden, die ihren Ursprung vermutlichen in flüchtigen Stoffen haben, die durch Einwirkung des einfallenden Sonnenlichtes verdunsten und so zusätzlich reflektierende oberflächennahe Schwaden bilden.

Schon in ersten Analysen der DAWN-Daten konnten Hinweise auf Schwaden im Krater Occater nachvollzogen werden, die sich kurz nach Tagesanbruch auf Ceres auflösen und deren Hauptbestandteil wohl Wasserdampf sein dürfte. Dieser Dampfaustritt verläuft indes nicht gleichförmig. Nach Verdunstung der Schwaden schlägt sich ein Teil ihrer flüchtigen Stoffe in der Ceres-Nacht an anderen Orten wieder nieder. Dort verdampfen sie am folgenden Tag wieder und sorgen so für ein anderes Helligkeitsprofil. Es ist sogar denkbar, dass an einigen besonders geschützten Stellen innerhalb der Krater, ein Teil des „Morgentaus“ mitunter sogar einen kompletten Tag überstehen kann und so ebenfalls Abweichungen im beobachteten Reflektionsvermögen der auffälligen Gebilde auf Ceres produziert.

Lars-C. Depka

Originalarbeit: Daily variability of Ceres’ Albedo detected by means of radial velocities changes of the reflected sunlight

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