Leben auf Zwergplanet Ceres möglich


Falschfarbendarstellung des Zwergplaneten Ceres mit Blick auf den zentralen Occator-Krater.

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

Boulder (USA) – Seit die NASA-Raumsonde “Dawn” auf der Oberfläche des größten Objekts im Asteroidengürtel zwischen Mars und Jupiter, organische Stoffe nachweisen konnte, rätselten Wissenschaftler über dessen Herkunft. Neue Daten bestätigen nun frühere Ergebnisse, wonach das Material aus dem Innern des Zwergplaneten Ceres selbst stammt. Das hat möglicherweise faszinierende Konsequenzen für mögliches Leben auf dem Zwergplaneten. Die NASA hat derweil die Mission verlängert und will die Sonde so nahe an die Planetenoberfläche bringen wie nie zuvor.

“Die Entdeckung der lokal stark konzentrierten organischen Materialien, etwa im Ernutet-Krater, stellte uns vor ein spannendes Rätsel”, kommentiert Dr. Simone Marchi, einer der leitenden Wissenschaftler der Mission vom Southwest Research Institute (SwRI) auf dem Jahrestreffen der American Astronomical Society’s 49th Division for Planetary Sciences in Provo. Unklar war bislang, ob dieses Material bereits Teil des Zwergplaneten während dessen Entstehung war und damit durch innere Prozesse synthetisiert wurde, oder von außen, mit Asteroiden und Kometen, auf die Oberfläche von Ceres gelangte.

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Ceres selbst entstand vor rund 4,5 Milliarden Jahren, weshalb sich die Wissenschaftler von der Erforschung er organischen Stoffe auf seiner Oberfläche wichtige Informationen über den Ursprung, die Entwicklung und Verteilung dieser und ähnlicher organischer Materialien im Sonnensystem erhoffen. “Es ist die Position von Ceres an der Grenze zwischen dem inneren und äußeren Teil unseres Sonnensystems, sowie seine faszinierende Komposition aus Tonerdeböden, Natrium- und Ammoniumkarbonaten und Silikatmineralien, die eine wirklich komplexe chemische Evolution nahelegen”, erläutern die SwRI-Wissenschaftler und führen dazu weiter aus: “Die Rolle von organischen Stoffen in dieser Evolution gibt uns bislang noch einige Rätsel auf, hat aber wichtige astrobiologische Auswirkungen.”

Nachdem zunächst angenommen wurde, dass diese Stoffe von außen auf den Zwergplaneten gelangten, bestätigte sich nun anhand von Simulationen unterschiedlicher Einschlagsszenarien, das kometenartig einschlagende Projektile derart große Geschwindigkeiten aufweisen, dass alle in solchen Körpern für gewöhnlich enthaltenen Stoffe schon durch die Kompression beim Einschlag zerstört werden oder anderweitig verloren gehen würden. Hingegen könnten sich während langsamerem Asteroideneinschlägen 20 bis 30 Prozent des vorherigen organischen Materials im Einschlagskörper erhalten – besonders dann, wenn es sich um kleinere Körper mit falchen Einschlagswinkeln handelt. Da aber auch diese die lokale Verteilung der Stoffe auf Ceres selbst nicht wirklich erklären könnten, deuten die Forscher die neuen Daten derart, dass die organischen Materialien schon immer Teil des Zwergplaneten waren.


Die Verteilung organischer Materialien im Ceres-Krater Ernutet

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

Damit bestätigen die SwRI-Wissenschaftler ihre eigenen früheren Einschätzungen (…GreWi berichtete): “Diese Entdeckung hat aus astrobiologischer Sicht weitreichende Konsequenzen”, erklärte Marchi bereits im Frühjahr und führte damals weiter aus: “Gemeinsam mit dem bereits zuvor entdeckten Wassereis, ammoniakhaltigen wässrigen Mineralien, Kohlenstoff und Salzen bilden diese Stoffe die Schlüsselzutaten des Lebens.”

Zudem weise Ceres deutliche Anzeichen für allgegenwärtige hydrothermale Aktivitäten, wässrige Veränderungen und flüssige Bewegungen unterhalb der eisigen Oberfläche auf. “Die organischen Stoffe an der Oberfläche könnten also auch das Ergebnis innerer Prozesse sein”, so die Forscher.

Hintergrund: Leben auf Ceres möglich!
Planetenwissenschaftler gehen davon aus, dass Ceres vor rund 4,5 Milliarden Jahren – also schon im frühen Sonnensystem – entstand. Von der Untersuchung der nun entdeckten organischen Stoffe erhoffen sich die Wissenschaftler auch Antworten auf Fragen zu Herkunft, Evolution und Verteilung organischer Materialien im Sonnensystem.

Schon 2015 hatte der Planetenwissenschaftler Jian-Yang Li Planetary Science Institute auf dem Jahrestreffen der American Geophysical Union erläutert, dass Leben auf Ceres durchaus möglich wäre (…GreWi berichtete): “Leben, wie wir es (von der Erde) kennen, benötigt drei Hauptzutaten: Flüssiges Wasser, eine Energiequelle und bestimmte chemische Bausteine (im irdischen Fall Kohlenstoff, Wasserstoff, Stickstoff, Sauerstoff, Phosphor und Schwefel).”

Ceres verfüge über diese Zutaten: Einen felsigen Kern und einen planetaren Mantel aus Wassereis und auf seiner Oberfläche wurden bereits weitere wässrige Mineralien geortet. “Tatsächlich sieht es so aus, als bestehe der nur 950 Kilometer durchmessende Zwergplanet Ceres zu 40 Prozent aus Wasser. Damit wäre Ceres neben der Erde eines der größten Wasserreservoire im inneren Sonnensystem.” Allerdings sei es derzeit noch unklar, in welcher Form dieses Wasser vorhanden ist und ob es auf Ceres überhaupt Wasser in flüssiger Form gibt.

Was die Energiequelle anbetrifft, so erhält der Zwergplanet trotz seines Abstandes von 2,8 Astronomischen Einheiten (1 AE/AU = Abstand Erde-Sonne) immerhin noch mehr Sonnenenergie als die deutlich weiter entfernten Monde von Jupiter und Saturn. Während die Gezeitenkräfte ihrer Mutterplaneten das Innere von Europa und Enceladus verflüssigen und gewaltige Ozeane flüssigen Wassers unter kilometerdicken Eispanzern entstehen lassen, weist auch die erst im vergangenen Frühjahr gemachte Entdeckung von Wasserdampf in der dünnen Ceres-Atmosphäre auf unter einem Eispanzer verborgenen Ozeane flüssigen Wassers hin (…GreWi berichtete). Gezeitenkräfte können hier jedoch nicht für die Verflüssigung von Eis verantwortlich sein. Wie schon auf Enceladus und Europa könnte dieses Wassereis durch Fontänen in die Atmosphäre gepresst werden. Allerdings könnte der Wasserdampf auch durch vom Sonnenlicht aufgetautes Oberflächeneis stammen, so Li.

In weiteren Untersuchungen wollen die Dawn-Wissenschaftler nun Wege suchen, wie dieses Material aus dem Planeteninneren in jenen Mustern an die Oberfläche treten könnte, wie sie jetzt identifiziert wurden.

Während “Dawn” sich Ceres bislang bereits bis auf 385 Kilometer angenähert hatte, soll sich die Raumsonde demnächst in eine stark elliptische Umlaufbahn um das größte Objekt im Asteroidengürtel zwischen Mars und Jupiter eintreten und sich auf dieser der Planetenoberfläche um bis zu 200 Kilometer nähern. Die Forscher des Jet Propulsion Laboratory (JPL) der NASA, die vor wenigen Tagen die Fortsetzung der Mission auf unbestimmte Zeit bekannt gaben, erhoffen sich davon auch weitere wichtige Informationen über die Zusammensetzung der äußersten Schicht des Zwergplaneten.

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