Jenseits der Frostgrenze im All 09.12.2014, 06:55 Uhr

Sichtkontakt mit dem rätselhaften Zwergplaneten Ceres

Im März 2015 wird die US-Raumsonde Dawn den Zwergplaneten Ceres erreicht haben. Aus 1,2 Millionen Kilometern Entfernung gab es bereits jetzt die ersten Bilder. Wissenschaftler vermuten, dass es auf Ceres unter einer dicken Eiskruste einen Ozean aus Wasser geben könnte. 

Vesta und Ceres sind kleine Körper. Aus solchen Fragmenten entstanden einst die Planeten des Sonnensystems. Dargestellt sind beide Körper im Größenvergleich zum Mars.

Vesta und Ceres sind kleine Körper. Aus solchen Fragmenten entstanden einst die Planeten des Sonnensystems. Dargestellt sind beide Körper im Größenvergleich zum Mars.

Foto: NASA/JPL/John Hopkins University/Space Telescope Science Institute/MSSS/ESA/DLR

Der Zwergplanet Ceres ist mit einem Durchmesser von fast 1000 Kilometern der größte Asteroid, den es gibt, aber auf der aktuellen Aufnahme ist das Bild von ihm gerade einmal neun Pixel breit.

Die Kamera der Dawn-Sonde nahm aus 1,2 Millionen Kilometern ein Bild von Zwergplanet Ceres auf. Auf der Aufnahme vom 1. Dezember 2014 ist der Himmelskörper mit einem Durchmesser von fast 1000 Kilometern nur neun Pixel breit. Das DLR ist an der Kamera beteiligt und erstellt mit den Daten der Mission ein dreidimensionales Geländemodell von Ceres. Auf der Aufnahme ist Ceres der helle Punkt in der Bildmitte. Um die Verfälschung durch die notwendige lange Belichtungszeit auszugleichen, wurde die daraus resultierende falsche Größe des Zwergplaneten auf der Aufnahme korrigiert.

Die Kamera der Dawn-Sonde nahm aus 1,2 Millionen Kilometern ein Bild von Zwergplanet Ceres auf. Auf der Aufnahme vom 1. Dezember 2014 ist der Himmelskörper mit einem Durchmesser von fast 1000 Kilometern nur neun Pixel breit. Das DLR ist an der Kamera beteiligt und erstellt mit den Daten der Mission ein dreidimensionales Geländemodell von Ceres. Auf der Aufnahme ist Ceres der helle Punkt in der Bildmitte. Um die Verfälschung durch die notwendige lange Belichtungszeit auszugleichen, wurde die daraus resultierende falsche Größe des Zwergplaneten auf der Aufnahme korrigiert.

Foto: NASA/JPL-Calrech/MPS/DLR/IDA

Immerhin liegen noch 1,2 Millionen Kilometer zwischen ihm und der US-Raumsonde Dawn und so zeigt die Kamera den Zwergplaneten bisher recht winzig. Spannend wird die Untersuchung des Himmelskörpers vor allem deshalb, weil er jenseits des inneren Asteroidengürtels und damit hinter der Frostgrenze liegt. Hier gibt es jede Menge Eis, weil die Sonne ihre Kraft verliert.

Erste Etappe von Dawn war der Asteroid Vesta

Seit 2007 ist die Raumsonde Dawn nun schon auf ihrer Reise zu Ceres. Das Kamerasystem an Bord haben Wissenschaftler vom Max-Planck-Institut für Sonnensystemforschung in Göttingen, dem Institut für Planetenforschung des Deutschen Zentrums für Luft- und Raumfahrt (DLR) und dem Institut für Datentechnik und Kommunikationsnetze in Braunschweig entwickelt und gebaut. Als Dawn 2011 die erste Etappe ihrer Mission, den Asteroiden Vesta, erreichte, schickte die Kamera 28.000 Aufnahmen zur Erde. Sie zeigen eine zerklüftete Oberfläche mit gigantischen Bergen und tiefen Einschlagskratern, aus dem die Planetenforscher des DLR ein dreidimensionales Geländemodell erstellten.

Ein Stück des vermutlich von Vesta stammenden Eucrit-Meteoriten Millbillillie, der am 15. Oktober 1960 im Wiluna District in West-Australien niederging. 

Ein Stück des vermutlich von Vesta stammenden Eucrit-Meteoriten Millbillillie, der am 15. Oktober 1960 im Wiluna District in West-Australien niederging. 

Foto: DLR (CC-BY 3.0)

Jetzt ist Dawn also auf dem Weg zu Ceres, den sie im März 2015 erreichen soll. Der Zwergplanet ist der größte Körper im Asteroidengürtel zwischen Mars und Jupiter und vereint mehr als ein Drittel der gesamten Masse des Asteroidengürtels. 1801 spürte der italienische Astronom Giuseppe Piazzi Ceres ihn in der Neujahrsnacht auf. Zwischen der bereits besuchten Vesta und Ceres liegt die Frostgrenze, die die Dawn-Sonde gerade erreicht: „Im inneren Asteroidengürtel zur Sonne hin finden wir Gesteinskörper wie Vesta, deren Wasserdampf bereits verschwunden ist“, erklärt Ralf Jaumann, einer der Wissenschaftler im Kamera-Team. „Im äußeren Asteroidengürtel, wo wir gerade hinfliegen, gibt es jede Menge Eis, weil die Sonne nicht mehr viel ausrichtet.“

Ceres könnte eine dünne Atmosphäre aus Wasserdampf haben

Die Forscher sind gespannt auf die Bilder, die sie erwarten, denn aus den Aufnahmen des amerikanischen Weltraumteleskops Hubble aus weiter Entfernung zeigte sich bereits, dass Ceres sehr wahrscheinlich Wasserdampf und andere Gase in die Umgebung abgegeben hat. Somit könnte der Zwergplanet sogar aktiv sein und eine dünne Atmosphäre aus Wasserdampf haben. Zumindest die Veränderung auf der Oberfläche von Ceres müsste sich mit der mitreisenden Kamera aus dem Orbit um den Zwergplaneten feststellen lassen. „Wenn dort Gas aus Geysiren ausströmt, würde es sofort wieder gefrieren und als Schnee auf die Oberfläche sinken“, sagt Jaumann.

Planetenforscher schätzen, dass der Asteroid Ceres einen beachtlichen Wasseranteil von 15 bis 20 Prozent aufweist, der in Form eines 100 Kilometer dicken Wassereis-Mantels unter der Kruste verborgen ist. 

Planetenforscher schätzen, dass der Asteroid Ceres einen beachtlichen Wasseranteil von 15 bis 20 Prozent aufweist, der in Form eines 100 Kilometer dicken Wassereis-Mantels unter der Kruste verborgen ist. 

Foto: NASA/JPL-Caltech/UCLA/MPS/DLR/IDA

Die mögliche Aktivität lässt den DLR-Planetenforscher aber auch noch weiteres vermuten: „Unter der Eiskruste müsste es im Inneren Wärme geben und somit einen Ozean, in dem eventuell auch biologische Reaktionen ablaufen könnten.“ Woher allerdings diese Energie stammt, die den Zwergplaneten im Inneren erwärmt, bleibt ein bisher noch ungelöstes Rätsel.

Über ein Jahr lang wird Dawn um Ceres kreisen und Aufnahmen machen

In den nächsten Monaten sollen weitere Bilder während der Annäherung aufgenommen werden. Im März 2015 schwenkt die Dawn-Sonde dann in einen Beobachtungsorbit um Ceres ein. Nach und nach wird der Abstand dabei verringert, bis die Kamera der Sonde aus nur noch wenigen hundert Kilometern Entfernung auf die Oberfläche des Zwergplaneten blickt. Über ein Jahr lang wird Dawn um den eisigen Ceres kreisen und den Zwergplaneten erforschen.

Auch für diesen Himmelskörper wird das DLR-Institut für Planetenforschung dann ein dreidimensionales Geländemodell berechnen und die Topographie untersuchen. „Es gibt viele Fragen, auf die wir eine Antwort finden wollen: Wie sieht die Oberfläche aus, und wie hat sie sich im Laufe der Zeit verändert? Gibt es eine Tektonik, das heißt bewegt sich die Eiskruste von Ceres? Und stammen die Ablagerungen, also der Dreck auf der Oberfläche, aus dem Inneren des Zwergplaneten oder wurden sie über Einschläge von außen auf die Oberfläche gebracht?“

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