Unerwartete Veränderungen bei hellen Flecken auf Ceres

19. März 2016, 18:00
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Die lange Zeit rätselhaften weißen Strukturen auf dem Himmelskörper sind offenbar Schwankungen unterworfen

Triest – Als die Nasa-Sonde Dawn am 6. März 2015 in eine langgestreckte Umlaufbahn um Ceres einschwenkte, hofften die Wissenschafter, dass ein Blick aus der Nähe endlich die Lösung für einige rätselhafte Beobachtungen liefern würde: Auf den ersten halbwegs scharfen Aufnahmen der ansonsten dunklen Oberfläche des Zwergplaneten zeigte sich ein mysteriöser strahlend heller Fleck.

Detailliertere Bilder enthüllten zwar bald schon, dass die weiße Struktur aus zahlreichen kleineren Einzelflecken besteht, der markanteste von ihnen liegt innerhalb des Occator-Kraters. Auf eine Erklärung mussten die Forscher trotzdem noch einige weitere Monate warten: Erst im Dezember 2015 ergaben spektroskopische Untersuchung, dass es sich bei dem Phänomen hauptsächlich um Ablagerungen von Mineralsalzen handelt.

Helligkeitsschwankungen

Dass damit noch lange nicht alles geklärt ist, zeigen aktuelle Untersuchung mit dem HARPS-Spektrografen am La Silla-Observatorium der ESO in Chile. Astronomen haben nämlich nun bei den Flecken unerwartete Veränderungen beobachtet. Obwohl Ceres von der Erde aus nur als etwas hellerer Lichtpunkt erscheint, zeigt sich bei hochpräzisen Untersuchungen des von Ceres ausgesandten Lichts, dass die Flecken am Tag aufhellen und außerdem noch andere Schwankungen aufweisen. Die Forscher schließen daraus, dass die Materie dieser Flecken flüchtig ist und im warmen Sonnenlicht verdunstet.

"Als die Dawn-Raumsonde die mysteriösen hellen Flecken auf der Oberfläche von Ceres zeigte, dachte ich sofort an die möglichen messbaren Effekte von der Erde aus. Wenn Ceres rotiert, nähern sich die Flecken der Erde und entfernen sich wieder, was das Spektrum des reflektierten Sonnenlichts beeinflusst, das die Erde erreicht", erklärt Paola Molaro vom INAF-Astronomischen Observatorium in Triest, der Erstautor der Studie.

Ceres dreht sich einmal in neun Stunden um sich selbst und Berechnungen zeigten, dass der Effekt durch die Bewegung der Flecken in Richtung zur Erde und von ihr weg aufgrund der Rotation sehr gering sein würden: in der Größenordnung von nur 20 Kilometern pro Stunde. Diese Bewegung ist jedoch ausreichend, um über den Doppler-Effekt mit Hochpräzessionsinstrumenten wie HARPS nachgewiesen werden zu können.

Das Team beobachtete Ceres mit HARPS für etwas mehr als zwei Nächte im Juli und August 2015. "Das Ergebnis war eine Überraschung", fügt Antonino Lanza vom INAF-Astrophysikalischen Observatorium in Catania hinzu. "Wir haben die erwarteten Änderungen im Spektrum aufgrund der Rotation von Ceres gefunden, aber mit erheblichen Schwankungen von Nacht zu Nacht."

Sonneneinstrahlung lässt Nebelschwanden aufsteigen

Die Astronomen kamen zu dem Schluss, dass der Grund für die beobachteten Änderungen im Vorhandensein flüchtiger Substanzen zu finden sein könnte, die unter dem Einfluss der Sonneneinstrahlung verdunstet. Wenn sich die Flecken innerhalb des Occator-Kraters auf der Seite befinden, die von der Sonne angestrahlt wird, bilden sich Schwaden, die das Sonnenlicht sehr wirksam reflektieren. Diese Schwaden verdunsten dann kurzerhand, verlieren an Reflexionsvermögen und bewirken die beobachteten Veränderungen. Dieser Effekt ändert sich jedoch von Nacht zu Nacht, was zusätzliche zufällige Muster auslöst, sowohl auf kürzeren als auch auf längeren Zeitskalen.

Sollte sich diese Interpretation bestätigen, scheint es, als unterscheide sich Ceres sehr von Vesta und den anderen Asteroiden des Hauptgürtels. Obwohl sie räumlich relativ isoliert ist, scheint sie im Inneren aktiv zu sein. Es ist bekannt, dass es auf Ceres reichlich Wasser gibt, es ist jedoch unklar, ob dies in Zusammenhang mit den hellen Flecken steht. Die Energiequelle, die diesen kontinuierlichen Austritt an Materie von der Oberfläche antreibt, ist ebenfalls noch unbekannt. (red, 19.3.2016)


Studie im Volltext
Monthly Notices of the Royal Astronomical Society Letters: "Daily variability of Ceres' Albedo detected by means of radial velocities changes of the reflected sunlight."

  • Die hellen Flecken auf Ceres, die prominentesten finden sich im Krater Occator (links oberhalb der Mitte), verändern sich. Wahrscheinlich sind Gaswolken verantwortlich, die bei Sonneneinstrahlung aus den Mineralsalzen freigesetzt werden.
    foto: apa/afp/european southern observatory

    Die hellen Flecken auf Ceres, die prominentesten finden sich im Krater Occator (links oberhalb der Mitte), verändern sich. Wahrscheinlich sind Gaswolken verantwortlich, die bei Sonneneinstrahlung aus den Mineralsalzen freigesetzt werden.

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