GreWi-Dossier: Ceres’ mysteriöser heller Fleck

Saarbrücken (Deutschland) – Seit im Dezember 2003 das Hubble-Weltraumteleskop zum ersten Mal den Zwergstern Ceres ins Visier nahm, rätseln Astronomen über einen auffallend hellen Fleck auf der Oberfläche des größten Objekts im Asteroidengürten zwischen Mars und Jupiter. Obwohl sich die NASA-Sonde “Dawn” dem Asteroiden mittlerweile auf rund 7.000 Kilometer angenähert hat, ist noch immer unklar, um was es sich bei dieser Struktur handelt. Gespannt auf die nächste Bildertrange, die die Ceresoberfläche Anfang Juni aus einer Entfernung der Sonde von nur noch 4.400 Kilometern zeigen wird, zeigt GreWi im Folgenden, wie sich unsere Sicht auf den mysteriösen hellen Fleck seit 2003 verändert hat.

– Dieses Dossier wurde zuletzt am – 7. März 2017 – aktualisiert.

2003-2004, Entfernung: 930.000.000 Kilometer
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Das Hubble-Weltraumteleskop nimmt Ceres vom 30. Dezember 2004 bis 24. Januar 2014 ins Visier und dokumentiert erstmals den hellen Fleck. Die Aufnahmen zeigen eine zweistündige Viertelrotation des Zwergplaneten im sichtbaren und ultravioletten Lichtspektrum.

Copyright: NASA/ESA/J.Parker (SwRI)

13. Januar 2015, Entfernung: 383.000 Kilometerhttp://photojournal.jpl.nasa.gov/archive/PIA19168.gif
Die Dawn-Sonde nähert sich ihrem Ziel. Schon jetzt ist auch der helle Fleck wieder deutlich zu sehen.
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Copyright: NASA/JPL-Caltech/UCLA/MPS/DLR/IDA/PSI

25. Januar 2015, Entfernung: 237.000 Kilometer
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Erstmals übertreffen die Dawn-Aufnahmen die Qualität und Auflösung der Hubble-Fotos von 2003/04. Neben dem hellen Fleck wird nun auch die von Kratern übersäte sonstige Oberfläche deutlich.
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Copyright: NASA/JPL-Caltech/UCLA/MPS/DLR/IDA

4. Februar 2015, Entfernung: 145.000 Kilometer
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Neben dem großen hellen Flecken werden nun weitere kleinere helle Flecken sichtbar, die auf dem ganzen Globus verteilt sind.

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

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19. Februar 2015, Entfernung: 46.000 Kilometer
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Mitte Februar offenbaren die Dawn-Aufnahmen, dass der “große helle Fleck” in Wirklichkeit aus zwei Teilen besteht.

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Im März berichten Forscher des Max-Planck-Institut Sonnensystemforschung auf der Lunar and Planetary Science Conference, dass es den Anscheint hat, als rage der helle Fleck über die ihn umgebende Kraterwand heraus. Deutlich wird dies anhand von Aufnahmen, die den Krater selbst eigentlich schon im Schatten zeigen, während der helle Fleck immer noch “leuchtet”.

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

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Italienische Forscher berichten Mitte April über ihre Analysen der Dawn-Aufnahmen von Ceres im infraroten Lichtspektrum. Diese offenbaren, dass unterschiedliche helle Flecken auf Ceres offenbar unterschiedlicher Natur sind. Temperaturmäßig unterscheidet sich die große helle Struktur (Spot5) nicht von ihrer kalten Umgebung.

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Copyright: NASA/JPL-Caltech/UCLA/ASI/INAF

3./4. Mai 2015, Entfernung: 13.600 Kilometer
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Mit einer Auflösung von mittlerweile 1,3 Kilometern pro Bildpunkt (Pixel) zeigt sich, dass der große helle Fleck aus noch mehr Einzelteilen besteht.
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16. Mai 2015, Entfernung: 7.200 Kilometer
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Mit einer Auflösung von 700 Metren pro Pixel wird die Struktur immer deutlicher und feingliedriger.
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6. Juni 2015, Entfernung: 4.400 Kilometer
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Obwohl die Sonde sich Ceres nun schon auf 4.400 Kilometer angenähert hat und die Aufnahmen eine Auflösung von 410 Meter pro Pixel ereichen, offenbaren die neusten Aufnahmen noch immer nicht das Rätsel der “Ceres-Lichter”.
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Copyright: NASA/JPL-Caltech/UCLA/MPS/DLR/IDA

9. September 2015, Entfernung: 1.470 Kilometer
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Mit einer Auflösung von nun nur noch 140 Metern pro Pixel werden immer mehr Details der Strukturen sichtbar. Um was es sich dabei jedoch genau handelt, bleibt weiterhin rätselhaft.
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Copyright: NASA/JPL-Caltech/UCLA/MPS/DLR/IDA

Zuvor hatte die NASA gemeldet, dass sich die Helligkeit der “hellen Flecken” seit den Hubble-Aufnahmen von vor 10 Jahren nicht verändert hatte (…GreWi berichtete) und dass Wassereis – das bislang als wahrscheinlichste Erklärung für die hellen Flecken gehandelt wurde – die ungewöhnlich stark reflektive Struktur wahrscheinlich doch nicht erklären kann (…GreWi berichtete)

Ende Juli 2015 verdichtet sich das Rätsel und die “Ceres-Lichter” zusätzlich, als NASA-Wissenschaftler über der Struktur einen regelmäßig wiederkehrenden Dunst orten. Dieser Dunst, so die erste Interpretation der Daten könnte nun doch daraufhindeuten, dass die “hellen Flecken” doch nicht aus stark reflektiven Salzen, sondern aus sublimierendem Eis (also Eis, das vom festen in den gasförmigen Zustand übergeht) bestehen. Die Diskussion ist also weiterhin offen (…GreWi berichtete).

Im Oktober 2015 präsentieren Forscher dann erstmals Farbversionen der Aufnahmen der “Ceres-Lichter” – diese allerdings noch auf der Grundlage älterer und damit geringer aufgelöster Aufnahmen:
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…GreWi berichtete natürlich auch hierzu

Während die NASA kurz vor Weihnachten 2015 die ersten Aufnahmen der Ceres-Oberfläche 385 Kilometern Höhe und damit mit der für die Mission besten Auflösung von nur noch 35 Metern veröffentlicht (…GreWi berichtete), zeigen sich die Wissenschaftler des die Kamera an Bord der Sonde betreuenden Teams um Andreas Nathues vom Göttinger Max-Planck-Institut für Sonnensystemforschung aktuell im Fachjournal „Nature“ (DOI: 10.1038/nature15754) anhand der Analyse zur Zusammensetzung des schon zuvor über dem Occator-Krater entdeckte Dunsts davon überzeugt, dass dort nahe der Oberfläche gefrorenes Wasser existiert, das durch Öffnungen emporsteigt: “Ein weiterer Bestandteil der hellen Flecken im Occator-Krater sind hydrierte Magnesiumsulfate, eine Klasse von Mineralsalzen”, so die Forscher und erläutern weiter: “Viele der anderen hellen Bereiche auf der Ceres-Oberfläche bestehen wahrscheinlich inzwischen ausschließlich aus ausgetrockneten Mineralsalzen.” …mehr dazu HIER

22. März 2016, Entfernung: 385 Kilometer
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Die „Ceres-Lichter“ im Innern des 92 Kilometer durchmessenden Occator-Kraters auf Ceres in der nun höchsten Auflösung von 35 Metern pro Bildpunkt. Klicken Sie auf die Bildmitte, um zur Originalaufnahme zu gelangen.
Copyright: NASA/JPL-Caltech/UCLA/MPS/DLR/IDA/PSI

Mit einer Auflösung von nur noch 35 Metren pro Bildpunkt (Pixel) ist nun die für die Sonde bestmögliche Auflösung erreicht. Die genaue Zusammensetzung ist weiterhin unklar.
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15. Dezember 2016 / 7. März 2017: Forscher des Deutschen Zentrums für Luft- und Raumfahrt vermuten in den hellen Flecken auf Ceres die salzige Rückstände eines einstigen Eisvulkans.

…weitere Informationen HIER und HIER

 

…GreWi wird weiterhin aktuell berichten.

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