Wasserdampf auf dem Zwergplaneten Ceres

Der Zwergplanet Ceres gibt pro Sekunde sechs Kilogramm Wasserdampf ins Weltall ab. Das zeigen Beobachtungen eines internationalen Forscherteams mit dem europäischen Weltraumteleskop Herschel. Ceres ist der größte Himmelskörper im Asteroidengürtel zwischen den Planeten Mars und Jupiter. Der Wasserdampf scheint in zwei lokalisierten Regionen aufzusteigen. Dort könnten sich Kryovulkane befinden, in denen Eis aus dem Inneren des Zwergplaneten an die Oberfläche dringt, so die Wissenschaftler im Fachblatt „Nature“.

„Ceres besteht, so vermuten wir, aus einem Gesteinskern, der von einem Mantel aus gefrorenem Wasser umgeben ist“, schreiben Michael Küppers vom European Space Astronomy Centre der europäischen Raumfahrtbehörde ESA und seine Kollegen. Doch bislang konnte kein Wasser an der Oberfläche des Zwergplaneten nachgewiesen werden, lediglich Mineralien, die unter dem Einfluss von Wasser entstanden sind. Das hat sich nun geändert: Küppers und seinen Kollegen gelang der Nachweis von Wasserdampf in der Umgebung von Ceres – ausgehend von lokalisierten Quellen, die sich in mittleren Breiten auf der Oberfläche befinden.

Hubble-Aufnahme von Ceres

Das Team hat den Zwergplaneten dazu zwischen November 2011 und März 2013 viermal mit den Detektoren von Herschel ins Visier genommen. Das im Mai 2009 gestartete und im April 2013 außer Betrieb gegangene Weltraumteleskop hat im Infrarotbereich beobachtet. Damit war es für diese Aufgabe besonders geeignet, denn Wasserdampf absorbiert infrarote Strahlung. Tatsächlich konnten Küppers und seine Kollegen die Absorption durch Wasserdampf im Licht von Ceres nachweisen. „Zwar konnten wir Ceres dabei nicht räumlich auflösen“, so die Wissenschaftler, „aber wir konnten aus der Veränderung dieser Absorption im Verlauf der Rotation von Ceres auf die Verteilung der Quellen auf der Oberfläche schließen.“

Der Nachweis von mehr als einer Quelle zeige, dass es sich nicht um ein sporadisches Ereignis handele, etwa durch den Einschlag eines Kometen, sondern um einen dauerhaften Vorgang: „Das ist ein Beleg dafür, dass Ceres einen Mantel aus Eis besitzt.“ Küppers und seine Kollegen sehen zwei Prozesse als mögliche Ursachen der Verdampfung des Eises. Zum einen könnte es sich um einen ähnlichen Vorgang handeln, wie er auf Kometen abläuft, die sich der Sonne nähern. Bei dieser sogenannten kometarischen Sublimation verdampft dicht unter der Oberfläche liegendes Eis, reißt dabei Staub der dünnen Kruste mit sich und legt so weiteres, frisches Eis frei. Alternativ könnte der Zerfall radioaktiver Elemente Ceres von innen erwärmen und so zu Kryovulkanismus führen. Welches dieser Szenarien zutrifft, kann, so hoffen die Forscher, die amerikanische Raumsonde Dawn entscheiden. Sie soll im Februar 2015 den Zwergplaneten erreichen und Bilder von seiner Oberfläche zur Erde senden.