Ceres ganz nah

Angekommen in einer neuen Umlaufbahn: Aus nur 1470 Kilometern Entfernung blickt die Raumsonde Dawn nun auf den Zwergplaneten Ceres

25. August 2015

Die NASA-Raumsonde Dawn hat die letzte Zwischenetappe auf ihrer spiralförmigen Flugbahn erreicht, die sie bis Ende des Jahres bis auf wenige hundert Kilometer an den Zwergplaneten Ceres heranführen wird. Ceres ist der größte Himmelskörper im Asteroidengürtel zwischen Mars und Jupiter. Seit dem 17. August trennen das Raumschiff Dawn nur noch 1470 Kilometer von seiner Oberfläche. Die ersten Aufnahmen aus dieser neuen Umlaufbahn liegen jetzt vor. Mit einer Auflösung von 140 Metern pro Pixel erlauben sie den bisher detailliertesten Blick auf die ferne Welt: auf unzählige kleine Krater, überraschend scharfkantige und schroff abfallende Bergrücken – und auf eine pyramidenförmige, sechs Kilometer hohe Erhebung, die sich als eine Art Hochplateau entpuppt.

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Prozessierte Aufnahme des pyramidenförmigen Berges mit Hochplateau auf der Südhalbkugel von Ceres zwischen den Kratern Kirnis, Rongo und Yalode. Der Tafelberg ist rund sechs Kilometer hoch und in seiner Längsachse etwa 20 Kilometer lang. Helle, strahlenartige Strukturen durchziehen seine Berghänge. Sie könnten von fließendem Wasser in den Berg gekerbt worden sein. Die Aufnahme entstand am 19. August 2015 aus einer Entfernung von 1470 Kilometern.
Prozessierte Aufnahme des pyramidenförmigen Berges mit Hochplateau auf der Südhalbkugel von Ceres zwischen den Kratern Kirnis, Rongo und Yalode. Der Tafelberg ist rund sechs Kilometer hoch und in seiner Längsachse etwa 20 Kilometer lang. Helle, strahlenartige Strukturen durchziehen seine Berghänge. Sie könnten von fließendem Wasser in den Berg gekerbt worden sein. Die Aufnahme entstand am 19. August 2015 aus einer Entfernung von 1470 Kilometern.

„Viele der Oberflächenstrukturen, die wir in den vergangenen Wochen und Monaten entdeckt haben, sind einzigartig und rätselhaft“, so Andreas Nathues vom Max-Planck-Institut für Sonnensystemforschung in Göttingen, Leiter des Kamerateams von Dawn. „Jetzt endlich können wir sie in etwa dreimal besserer Detailschärfe sehen.“ Neben den hellen Flecken, die sich vereinzelt auf der Oberfläche des Zwergplaneten finden, fasziniert die Forscher vor allem ein ungewöhnlicher Berg auf der Südhalbkugel von Ceres. Mit einer stolzen Höhe von etwa sechs Kilometern erhebt er sich über die Ebene zwischen den Kratern Kirnis, Rongo und Yalode.

Deutliche klarer als zuvor lässt sich die Struktur der Bergspitze erkennen. „Eigentlich ist es eher eine Art Hochplateau. Die Oberfläche gleicht auffallend der Umgebung zu Füßen des Berges“, beschreibt Nathues. Die Bergränder fallen steil und glatt ab durchsetzt von hellen, strahlenartigen Strukturen. Wie dieser Berg entstanden ist und ob es einen Zusammenhang gibt zu dem etwa gleichgroßen Krater, der direkt an die Südseite angrenzt, ist unklar. „Möglicherweise handelt es sich bei den hellen Strahlen um Fließstrukturen“, sagt Martin Hoffmann, Mitglied des Kamerateams am Max-Planck-Institut für Sonnensystemforschung. „Ob sie in Zusammenhang mit möglichem  Kryovulkanismus zu werten sind, müssen Untersuchungen der nächsten Monate zeigen.“

Einschläge könnten unterirdisches Eis geschmolzen haben

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In der Mitte des Kraters Gaue (untere Bildhälfte), dessen Durchmesser etwa 84 Kilometer beträgt, ist der Untergrund zum Teil eingesunken. Das deutet darauf hin, dass Ceres aus verschiedenen Schichten aufgebaut ist. Die Aufnahme stammt vom 18. August 2015.
In der Mitte des Kraters Gaue (untere Bildhälfte), dessen Durchmesser etwa 84 Kilometer beträgt, ist der Untergrund zum Teil eingesunken. Das deutet darauf hin, dass Ceres aus verschiedenen Schichten aufgebaut ist. Die Aufnahme stammt vom 18. August 2015.

Bereits seit Jahren vermuten Forscher, dass sich unter der Oberfläche von Ceres eine Schicht aus gefrorenem Wasser erstreckt. Die vergleichsweise geringe Dichte des Körpers deutet auf  einen solchen Aufbau hin. Die hellen Flecken und strahlenartigen Strukturen könnten diese Theorie stützen. So ist es denkbar, dass Einschläge das unterirdische Eis stellenweise freigelegt haben. Die Hitze des Aufpralls könnte zudem unterirdisches Eis aufschmelzen; Wasser könnte an die Oberfläche drängen, dort fließen und wieder gefrieren. Forscher nennen dieses Phänomen Kryo- oder Eisvulkanismus.

Ein weiteres Indiz für Ceres‘ ungewöhnliche Schichtstruktur sind Krater wie etwa der Krater Gaue auf der Nordhalbkugel, in dessen Mitte sich ein abgesackter Bereich wie eine Art Loch findet. „Die Schichten unter der Oberfläche scheinen stellenweise nachzugeben“, so Nathues.

Die ersten Aufnahmen aus der neuen Umlaufbahn bilden noch nicht die gesamte Ceresoberfläche ab. Die auffälligsten hellen Flecken etwa sind noch nicht zu sehen. Derzeit benötigt Dawn etwa 19 Stunden, um Ceres einmal zu umrunden. Da die jeweiligen Bildausschnitte weniger als ein Prozent der Oberfläche abbilden, sind mehrere Orbits nötig, um den Körper vollständig zu kartographieren. Noch bis Ende Oktober wird Dawn in der neuen Umlaufbahn verweilen. Im Dezember erreicht die Raumsonde dann ihre letzte, tiefste Umlaufbahn. Nur noch 375 Kilometer trennen sie dann von der Oberfläche.

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Scharfkantiger Bergrücken in der Mitte des Kraters Ugadama auf der Südhalbkugel von Ceres (links unten im Bild). Dem wissenschaftlichen Kamerasystem an Bord der NASA-Raumsonde Dawn gelang diese Aufnahme am 19. August 2015. Wie der Berg entstanden ist, ist noch nicht klar.

Scharfkantiger Bergrücken in der Mitte des Kraters Ugadama auf der Südhalbkugel von Ceres (links unten im Bild). Dem wissenschaftlichen Kamerasystem an Bord der NASA-Raumsonde Dawn gelang diese Aufnahme am 19. August 2015. Wie der Berg entstanden ist, ist noch nicht klar.

Die Dawn Mission wird vom Jet Propulsion Laboratory (JPL) der amerikanischen Weltraumbehörde NASA geleitet. JPL ist eine Abteilung des California Institute of Technology in Pasadena. Die University of California in Los Angeles ist für den wissenschaftlichen Teil der Mission verantwortlich. Das Kamerasystem an Bord der Raumsonde wurde unter Leitung des Max-Planck-Instituts für Sonnensystemforschung in Göttingen in Zusammenarbeit mit dem Institut für Planetenforschung des Deutschen Zentrums für Luft- und Raumfahrt (DLR) in Berlin und dem Institut für Datentechnik und Kommunikationsnetze in Braunschweig entwickelt und gebaut. Das Kamera-Projekt wird finanziell von der Max-Planck-Gesellschaft, dem DLR und NASA/JPL unterstützt.

BK

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