Der Asteroid Ceres ist eine ehemalige Meereswelt, die sich langsam zu einer riesigen, trüben Eiskugel geformt hat

Seit die erste Sichtung des ersten und größten Asteroiden in unserem Sonnensystem im Jahr 1801 durch Giuseppe Piazzi erfolgte, haben Astronomen und Planetenforscher über die Zusammensetzung dieses Asteroiden/Zwergplaneten nachgedacht. Seine stark beschädigte und mit Grübchen versehene Oberfläche ist mit Einschlagskratern übersät. Wissenschaftler argumentieren seit langem, dass sichtbare Krater auf der Oberfläche bedeuten, dass Ceres nicht sehr eisig sein kann.

Forscher der Purdue University und des Jet Propulsion Lab (JPL) der NASA glauben nun, dass Ceres ein sehr eisiges Objekt ist, das möglicherweise einst eine schlammige Ozeanwelt war. Diese Entdeckung, dass Ceres eine schmutzige Eiskruste hat, wird von Ian Pamerleau, Ph.D., geleitet. Student, und Mike Sori, Assistenzprofessor am Department of Earth, Atmospheric, and Planetary Sciences der Purdue University, der veröffentlichten ihre Erkenntnisse In Naturastronomie. Das Duo verwendete zusammen mit Jennifer Scully, Forschungswissenschaftlerin am JPL, Computersimulationen darüber, wie sich Krater auf Ceres über Milliarden von Jahren verformen.

„Wir glauben, dass es in der Nähe der Ceres-Oberfläche viel Wassereis gibt und dass es mit zunehmender Tiefe allmählich weniger eisig wird“, sagte Sori. „Früher dachte man, wenn Ceres sehr vereist wäre, würden sich die Krater mit der Zeit schnell verformen, wie Gletscher, die auf der Erde fließen, oder wie klebriger, fließender Honig. Wir haben jedoch durch unsere Simulationen gezeigt, dass Eis unter den Bedingungen auf der Erde viel stärker sein kann.“ Ceres als bisher vorhergesagt, wenn man nur ein wenig festes Gestein untermischt.

Die Entdeckung des Teams steht im Widerspruch zu der bisherigen Annahme, dass Ceres relativ trocken war. Die allgemeine Annahme war, dass Ceres zu weniger als 30 % aus Eis bestand, aber Soris Team geht nun davon aus, dass die Oberfläche eher zu 90 % aus Eis besteht.

„Unsere Interpretation all dessen ist, dass Ceres einst eine ‚Ozeanwelt‘ wie Europa (einer der Jupitermonde) war, aber mit einem schmutzigen, schlammigen Ozean“, sagte Sori. „Als dieser schlammige Ozean im Laufe der Zeit gefror, entstand eine Eiskruste, in der ein wenig felsiges Material eingeschlossen war.“

Pamerleau erklärte, wie sie mithilfe von Computersimulationen modellierten, wie die Entspannung von Kratern auf Ceres über Milliarden von Jahren hinweg erfolgt.

„Selbst Feststoffe werden über lange Zeiträume fließen, und Eis fließt leichter als Gestein. Krater haben tiefe Mulden, die hohe Spannungen erzeugen, die sich dann auf einen niedrigeren Spannungszustand entspannen, was durch Festkörperströmung zu einer flacheren Mulde führt“, sagte er. „Die Schlussfolgerung nach der Dawn-Mission der NASA war also, dass die Kruste aufgrund des Mangels an entspannten, flachen Kratern nicht so eisig sein konnte. Unsere Computersimulationen erklären eine neue Art und Weise, wie Eis mit nur wenig Nicht-Eis-Verunreinigungen fließen kann.“ eingemischt, wodurch eine sehr eisreiche Kruste selbst über Milliarden von Jahren hinweg kaum fließen könnte. Daher könnten wir einen eisreichen Ceres erhalten, der immer noch dem beobachteten Mangel an Kraterrelaxation entspricht. Wir haben in diesen Simulationen verschiedene Krustenstrukturen getestet und fanden heraus, dass eine abgestufte Kruste mit einem hohen Eisgehalt nahe der Oberfläche, die mit zunehmender Tiefe zu tieferem Eis abfällt, der beste Weg ist, die Entspannung von Cerean-Kratern zu begrenzen.“

Sori ist eine Planetenwissenschaftlerin, deren Schwerpunkt auf der Planetengeophysik liegt. Sein Team befasst sich mit Fragen zum Planeteninneren und den Verbindungen zwischen Planeteninnenräumen und -oberflächen. Diese Fragen könnten durch Raumfahrzeugmissionen gelöst werden. Seine Arbeit umfasst viele Festkörper im Sonnensystem, vom Mond und Mars bis hin zu eisigen Objekten im äußeren Sonnensystem.

„Ceres ist das größte Objekt im Asteroidengürtel und ein Zwergplanet. Ich denke, manchmal denken die Leute, dass kleine, klumpige Dinge Asteroiden sind (und die meisten von ihnen sind es!), aber Ceres sieht in Wirklichkeit eher wie ein Planet aus“, sagte Sori. „Es ist eine große Kugel mit einem Durchmesser von etwa 950 Kilometern und weist Oberflächenmerkmale wie Krater, Vulkane und Erdrutsche auf.“

Am 27. September 2007 startete die NASA die Dawn-Mission. Diese Mission war die erste und einzige Raumsonde, die zwei außerirdische Ziele umkreiste – die Protoplaneten Vesta und Ceres. Obwohl Dawn bereits 2007 gestartet wurde, erreichte sie Ceres erst 2015. Sie umkreiste den Zwergplaneten bis 2018.

„Wir haben mehrere mit Dawn-Daten gemachte Beobachtungen als Motivation für die Suche nach einer eisreichen Kruste verwendet, die der Kraterrelaxation auf Ceres widerstand. Verschiedene Oberflächenmerkmale (z. B. Gruben, Kuppeln und Erdrutsche usw.) lassen darauf schließen, dass der nahe Untergrund von Ceres viel enthält Eis“, sagte Pamerleau. „Spektrografische Daten zeigen auch, dass sich unter dem Regolith auf dem Zwergplaneten Eis befinden sollte, und Schwerkraftdaten ergeben einen Dichtewert, der dem von Eis, insbesondere von unreinem Eis, sehr nahe kommt. Wir haben auch ein topografisches Profil eines tatsächlichen komplexen Kraters auf Ceres erstellt und es verwendet.“ um die Geometrie für einige unserer Simulationen zu konstruieren.

Da Ceres der größte Asteroid ist, sagt Sori, bestand aufgrund einiger Schätzungen seiner Masse von der Erde aus der Verdacht, dass es sich um ein beliebiges eisiges Objekt handeln könnte. Diese Faktoren machten es zu einer großartigen Wahl für einen Raumschiffbesuch.

„Für mich ist das Aufregende daran, wenn wir recht haben, dass wir eine gefrorene Ozeanwelt haben, die ziemlich nahe an der Erde liegt. Ceres könnte ein wertvoller Vergleichspunkt für die Ozeane sein, die Eismonde des äußeren Sonnensystems beherbergen. wie Jupiters Mond Europa und Saturns Mond Enceladus“, sagte Sori. „Ceres ist daher unserer Meinung nach die am besten zugängliche eisige Welt im Universum. Das macht sie zu einem großartigen Ziel für zukünftige Raumschiffmissionen. Einige der hellen Strukturen, die wir auf der Oberfläche von Ceres sehen, sind heute größtenteils Überreste des schlammigen Ozeans von Ceres.“ oder völlig gefroren, an die Oberfläche ausgebrochen. Wir haben also einen Ort, an dem wir Proben aus dem Ozean einer alten Meereswelt sammeln können, zu dem es nicht allzu schwierig ist, ein Raumschiff zu schicken.