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Ceres: Kraterrätsel auf dem Zwergplaneten

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Der Zwergplanet Ceres hat nur 16 große Krater, jetzt aber haben Forscher eine mögliche 800 Kilometer große Einschlagssenke aufgespürt (Southwest Research Institute/Simone Marchi)
Der Zwergplanet Ceres gibt erneut Rätsel auf. Aus Aufnahmen der Raumsonde Dawn geht hervor, dass es auf Ceres nur 16 Einschlagskrater von mehr als 100 Kilometern Durchmesser gibt. Für einen mitten im Asteroidengürtel kreisenden Himmelskörper dieser Größe ist das jedoch um das gut Zehnfache zu wenig, wie Forscher nun anhand von Modellsimulationen belegen. Wie die fehlenden Krater zu erklären sind, dazu gibt es bisher allerdings nur Vermutungen.

Der Zwergplanet Ceres ist mit rund 939 Kilometern Durchmesser das größte Objekt im Asteroidengürtel zwischen Mars und Jupiter – und wurde deshalb bei seiner Entdeckung im Jahr 1801 sogar für einen echten Planeten gehalten. Heute ist klar, dass es sich bei Ceres trotz seiner Größe, seiner annähernd kugelförmigen Gestalt und der Differenzierung seines Inneren nur um einen Zwergplaneten handelt. Zusammen mit einigen Asteroiden gehört er wahrscheinlich zu den ältesten Himmelskörpern im Sonnensystem. „Es wird angenommen, dass Ceres‘ Akkretion wenige Millionen Jahre nach der Kondensation der ersten Festkörper stattfand – und dass der Zwergplanet daher die Entwicklung des Sonnensystems größtenteils miterlebt hat“, erklären Simone Marchi vom Southwest Research Institute (SwRI) in Boulder und seine Kollegen. Doch das Aussehen des Zwergplaneten passt nicht zu seiner langen Geschichte: Wenn er schon so lange in der turbulenten Umgebung des Asteroidengürtels residiert, müsste Ceres gerade in seiner Frühzeit häufig mit anderen Planetesimalen und großen Asteroiden kollidiert sein.

Fehlende Kraterriesen

Davon jedoch gibt es auf Ceres keine Spuren: Rätselhafterweise ist der Zwergplanet zwar mit kleineren Kratern übersäht, große Einschlagssenken von mehr als 280 Kilometer Durchmesser aber fehlen völlig. Marchi und seine Kollegen haben nun die von der Raumsonde Dawn ermittelte Kraterverteilung auf Ceres ausgewertet und mit der verglichen, die den gängigen Modellen nach zu erwarten wäre. Dabei zeigten sich enorme Diskrepanzen: Den Modellen und Theorien nach müsste es auf Ceres  zwischen 80 und 180 Krater von mehr als 100 Kilometer Größe geben, 40 bis 70 Krater von mehr als 150 Kilometer und immerhin noch neun bis 14 Einschlagsbecken von mehr als 400 Kilometer Durchmesser. Doch zu finden sind auf dem Zwergplaneten heute nur 16 Krater größer als 100 Kilometer – und damit nur ein Bruchteil dessen, was er eigentlich haben müsste. „Diese Ergebnisse sind völlig inkompatibel mit den aktuellen Kollisionsmodellen – und das über eine große Spanne von Vorannahmen hinweg“, konstatieren die Forscher.

Damit scheint Ceres ein Paradox: Ein uralter Himmelskörper mitten im dichtesten Getümmel des Sonnensystems weist dennoch kaum Spuren großer Kollisionen auf. Aber warum? Eine mögliche Erklärung könnte sein, dass Ceres ursprünglich außerhalb des Asteroidengürtels, weiter außen im Sonnenystem entstand. Erst später wanderte er dann durch Störeinflüsse anderer Planeten weiter nach innnen und wurde Teil des Asteroidengürtels. Theoretisch wäre eine solche Wanderung aber nur zu Beginn des Late Heavy Bombardement vor rund 4,2 bis 4,1 Milliarden Jahren möglich gewesen, wie die Forscher erklären. Ihren Berechnungen nach müsste der Zwergplanet aber selbst dann noch mindestens 24 bis 43 Krater von mehr als 100 Kilometern Durchmesser besitzen und drei bis vier Einschlagsbecken von mindestens 400 Kilometern. Doch das ist nicht der Fall. „Wir schließen daraus, dass Ceres‘ Kratermuster nicht auf ein verspätetes Eintreffen im Asteroidengürtel zurückgehen kann“, so Marchi und seine Kollegen. Die Wahrscheinlichkeit dafür liege bei nur zwei Prozent. Eine dicke Eisschicht als einstigen Kollisionsschutz, wie es einige Planetenforscher postulieren, halten die Wissenschaftler ebenfalls für unwahrscheinlich. Denn diese Schicht müsste der Zwergplanet spätestens bei seiner Ankunft im Asteroidengürtel verloren haben.

Selbst-Erneuerung der Oberfläche?

Stattdessen muss die Oberfläche des Zwergplaneten selbst dafür gesorgt haben, dass die Spuren großer Einschläge im Laufe der Zeit verschwunden sind, wie die Forscher erklären. Mögliche Mechanismen dafür wären eine elastisch-zähe Oberfläche oder ein starker Cryovulkanismus, durch den immer wieder Material aus dem Inneren des Himmelskörpers an die Oberfläche befördert wurde und so die Krater überdeckte. Schwache Überreste einer solchen Aktivität sind noch heute im Ausstoß von Wasserdampf und in den in einigen Kratern zutagetretenden weißen Salzflecken auf Ceres zu sehen. Allerdings, so räumen die Forscher ein, wurden bisher auf dem Zwergplaneten keine Spuren einstiger umfangreicherer Austritte gefunden. „Ungeachtet der spezifischen Mechanismen spricht unser Ergebnis dafür, dass es auch noch nach dem Late Heavy Bombardement eine aktive Kraterentfernung gegeben haben muss“, schließen Marchi und seine Kollegen. „Die Kraterverteilung des Ceres ist untrennbar mt seiner eigentümlichen Zusammensetzung und inneren Evolution verbunden.“

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Das Rätsel der fehlenden Krater auf Ceres (Video: Simone Marchi)

Immerhin: Die schwachen Spuren zumindest eines großen Einschlagsbeckens könnten Marchi und seine Kollegen auf Ceres aufgespürt haben: Bei näherer Analyse der Topografie entdeckten sie eine ovale, rund 800 Kilometer große Senke auf der Oberfläche des Zwergplaneten. Die Mitte dieses Vendemia Planitia genannten Beckens ist gegenüber der Umgebung um rund drei bis vier Kilometer eingesenkt, der Rand leicht erhöht. „Das sind alles deutliche Indizien für eine Impaktstruktur“, so die Forscher. „Daher ist diese Senke der bisher beste Kandidat für einen großen Einschlagskrater auf Ceres.“ Wenn sie allerdings tatsächlich durch eine Kollision entstand, müsse diese in der frühen Jugend des Zwergplaneten erfolgt sein.

Quelle:

© wissenschaft.de – Nadja Podbregar
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