Innere Werte

Ceres, der größte Himmelskörper im Asteroidengürtel zwischen Mars und Jupiter, besitzt vermutlich eine ausdifferenzierte innere Struktur. Zu diesem Schluss kommen jetzt amerikanische Astronomen auf Grund neuer Beobachtungen des Asteroiden mit dem Hubble Space Telescope. Die Forscher veröffentlichen ihre Daten und Analysen in der aktuellen Ausgabe von "Nature".

Bislang waren die Astronomen davon ausgegangen, dass es sich bei dem 930 Kilometer großen Asteroiden um einen homogenen Körper ohne innere Struktur handelt. Denn spektroskopische Beobachtungen deuteten darauf hin, dass Ceres - im Gegensatz zu vielen anderen Asteroiden wie beispielsweise Vesta - zu keiner Zeit heiß genug war, um eine Ausdifferenzierung in Kruste, Mantel und Kern wie bei den größeren terrestrischen Planeten zu erlauben.

Vier Bilder von Ceres - aufgenommen mit dem Hubble Space Telescope. Die Verschiebung der hellen Struktur zeigt die Rotation des Asteroiden. Eine genaue Messung der Form von Ceres zeigt, dass er sich im hydrostatischen Gleichgewicht befindet. (Quelle: Nature/Thomas et al.)

Peter Thomas von der Cornell University und seine Kollegen haben Ceres im Dezember 2003 und im Januar 2004 mit der hochauflösenden Kamera des Hubble Space Telescopes beobachtet. Ihr Ziel war dabei insbesondere, die Form des Asteroiden genauer als zuvor zu bestimmen. Denn aus dieser Form lassen sich - zusammen mit spektroskopischen Daten - viele Rückschlüsse auf den inneren Aufbau eines Himmelskörpers ziehen.

Die Messungen von Thomas und seinem Team zeigen, dass Ceres im Rahmen der Messgenauigkeit von etwa zwei Kilometern rotationssymmetrisch ist. Das bedeutet, die Form des Asteroiden zeigt keine signifikante Abweichung von einem Rotationsellipsoiden. „Ceres ist damit bislang der einzige Asteroid, der sich im hydrostatischen Gleichgewicht befindet“, so die Forscher.

„Seine Form ist deutlich flacher, als für einen homogenen Himmelskörper zu erwarten“, schreiben Thomas und Kollegen, „aber sie ist in guter Übereinstimmung mit einem Himmelskörper, der eine zentrale Verdichtung aufweist, also ausdifferenziert ist.“

Die mittlere Dichte von Ceres beträgt zwei Gramm pro Kubikzentimeter. Dieser geringe Wert deutet darauf hin, dass Ceres zu einem großen Teil aus Wasser besteht. Da Ceres jedoch eine dunkle Oberfläche hat und keine spektralen Signaturen von Wasser zeigt, vermuten die Forscher, dass der Asteroid eine dünne Kruste aus Lehm und kohlenstoffhaltigem Material besitzt, unter der sich ein überwiegend aus gefrorenem Wasser bestehender Mantel verbirgt. Im Zentrum von Ceres könnte sich ein felsiger Kern befinden.

Im Gegensatz zu den Eismonden von Jupiter und Saturn befindet sich Ceres so nahe an der Sonne, dass Wassereis auf seiner Oberfläche nicht stabil wäre. Thomas vermuten aber, dass es auf der Oberfläche von Ceres ähnliche tektonische Strukturen wie auf den Eismonden gibt. Die Forscher hoffen, dass ihre These von der Raumsonde „Dawn“ bestätigt wird, die ab 2015 Ceres umkreisen soll.

Rainer Kayser

Weitere Infos:

• P. C. Thomas et al., Differentiation of the asteroid Ceres as revealed by its shape, Nature 437, 224 (2005).
  http://dx.doi.org/10.1038/nature03938 
• Ceres (Views of the Solar System):
  http://www.solarviews.com//eng/ceres.htm 
• Hubble Space telescope: 
  http://www.stsci.edu 
• Spezielle Dokumente und Informationen zum Asteroiden Ceres finden Sie ganz einfach mit der Findemaschine, z. B. mit Hilfe der Kategorieverknüpfung Astrophysik+Publikationen.

Weitere Literatur:

• T.B. McCord & C. Sotin, Ceres: Evolution and current state, J. Geophys. Res. 110, E05009 (2005).
  http://dx.doi.org/10.1029/2004JE002244 
• L.A. Lebofsky et al., The 1.7- to 4.2-micron spectrum of asteroid 1 Ceres - Evidence for structural water in clay minerals, Icarus 48, 453 (1981). 
• T.V. King et al., Evidence for ammonium-bearing minerals on Ceres, Science 255, 1551 (1992).