Ein Bild des Zwergplaneten Ceres, aufgenommen von der Dawn-Mission der NASA (Bildnachweis: NASA)
Die äußere Kruste des Zwergplaneten Ceres, der mit einem Durchmesser von 946 Kilometern (588 Meilen) das größte Objekt im Asteroidengürtel zwischen Mars und Jupiter ist, besteht neuen Computermodellen zufolge wahrscheinlich aus einem schmutzigen gefrorenen Ozean.
Ceres weist viele Merkmale auf, die auf einen eisreichen Planeten hindeuten. „Verschiedene Oberflächenmerkmale – Gruben, Kuppeln und Erdrutsche usw. – deuten darauf hin, dass die nahe Unterseite von Ceres viel Eis enthält“, sagte Ian Pamerleau, Doktorand an der Purdue University in Indiana, in einer Erklärung. Spektroskopische Daten deuten ebenfalls darauf hin, dass sich unter dem staubigen Regolith auf der Oberfläche Eis befindet, während Messungen des Schwerefeldes des Zwergplaneten ebenfalls auf eine Dichte hindeuten, die der von reinem Eis ähnelt.
Doch die Planetenforscher waren im Allgemeinen nicht überzeugt, insbesondere nachdem die NASA-Raumsonde Dawn uns einen ersten guten Blick auf Ceres ermöglichte, den die Sonde zwischen 2015 und 2018 umkreiste.
Auf bekannten Eiswelten wie den Jupitermonden Europa und Ganymed oder dem Saturntrabanten Enceladus gibt es relativ wenige große Krater. Das liegt daran, dass Eis fließen kann, wie bei Gletschern auf der Erde, und dass Kraterwände aus Eis schließlich erweichen und in die Oberfläche zurückfließen, was dazu führt, dass die Krater flach werden oder gar nicht mehr existieren.
Doch Dawn stellte fest, dass es auf dem ramponierten Terrain von Ceres viele kahle Krater mit steilen Wänden gibt.
„Die Schlussfolgerung nach der Dawn-Mission der NASA war, dass die Kruste aufgrund des Fehlens von lockeren, flachen Kratern nicht so eisig sein konnte“, sagte Pamerleau.
Um dies zu testen, führten Pamerleau, sein Doktorvater Mike Sori und Jennifer Scully vom Jet Propulsion Laboratory der NASA Computersimulationen durch, die modellierten, wie sich die Krater von Ceres über Milliarden von Jahren verhalten würden, mit unterschiedlichen Mengen an Eis, Staub und Gestein in der Kruste des Zwergplaneten. Sie fanden heraus, dass eine Kruste, die zu 90 % aus Eis besteht, dem Staub und Gestein beigemischt sind, im Schwerefeld von Ceres kaum fließen würde, so dass die Krater während der gesamten Lebensdauer des Zwergplaneten bestehen bleiben könnten.
„Wir interpretieren das so, dass Ceres früher eine Ozeanwelt wie Europa war, allerdings mit einem schmutzigen, schlammigen Ozean“, sagt Sori. „Als dieser schlammige Ozean im Laufe der Zeit gefror, bildete sich eine eisige Kruste, in der ein wenig felsiges Material eingeschlossen war.“
Hell leuchtendes Material auf dem Boden des Occator-Kraters auf Ceres ist vermutlich eine Ablagerung, die von einem vergrabenen Ozean stammt. (Bildnachweis: NASA/JPL-Caltech/UCLA/MPS/DLR/IDA/LPI)
Vor langer Zeit, nachdem Ceres entstanden und noch warm war, könnte diese eisige Kruste flüssig gewesen sein und einen flachen Ozean unter einer dünnen Eisschicht gebildet haben. Die Forscher würden gerne herausfinden, wie lange dieser Ozean bestand, denn selbst nachdem die thermische Wärme der Ceres-Geburt entwichen war, könnte die Wärme radioaktiver Isotope den Ozean noch länger flüssig gehalten haben. Im Gegensatz zu Europa oder Enceladus wäre es einfacher, den gefrorenen Ozean von Ceres zu untersuchen, um Antworten auf Fragen wie diese zu finden.
„Für mich ist das Spannende an der ganzen Sache, dass wir, wenn wir Recht haben, eine Welt mit einem gefrorenen Ozean ganz in der Nähe der Erde haben“, sagt Sori. Die Nähe zu uns und das Fehlen anderer Gefahren, wie etwa die Strahlung, mit der Missionen zu Europa auf dem Jupiter konfrontiert sind, könnten dazu führen, dass Ceres relativ leicht zu beproben ist. Es gibt Bereiche, in denen der darunter liegende Ozean an die Oberfläche durchgebrochen zu sein scheint und Ablagerungen hinterlassen hat, wie die hellen Bereiche, die Dawn unter anderem im Occator-Krater gesehen hat.
„Ceres ist daher unserer Meinung nach die am leichtesten zugängliche eisige Welt im Universum“, schloss Sori.
Die Forschung wurde am 18. September in der Zeitschrift Nature Astronomy veröffentlicht.
