Zwergplanet Ceres: Spuren von Eisvulkanen, Wasser und Salz im All

Der Asteroidengürtel - ein Gebiet zwischen Mars und Jupiter, zwischen der Welt der Gesteinsplaneten und der Sphäre der Gasplaneten. Es ist der Schauplatz eines seit Milliarden von Jahren andauernden gigantischen Billardspiels. Die ZDFinfo-Dokumentation "Eine Reise durch das Sonnensystem - Dunkle Welten" zeigt, wie Millionen Gesteinskörper aus den Anfangstagen unseres Sonnensystems vor rund 4,5 Milliarden Jahren aufeinander prallen wie Billardkugeln. Sie zerspringen in immer kleinere Stücke: Asteroiden.

Inmitten dieses Trümmerfeldes: der Zwergplanet Ceres. Er war das Ziel der Raumsonde Dawn, die 2007 gestartet war und elf Jahre lang ihren Dienst versehen hat. Sie lieferte einzigartige Bilder aus einer Region unseres Sonnensystems, deren größte Objekte bislang nur als schwacher Schein erkennbar waren.

Die Forscher der Dawn-Mission hatten sich das größte Objekt im Asteroidengürtel als letzte Etappe vorgenommen: Ceres, kugelförmig und so groß, dass er mit seinem Durchmesser von etwa 1.000 Kilometern als Zwergplanet gilt. Schätzungen zufolge vereint er bis zu einem Drittel der Gesamtmasse aller im Asteroidengürtel vorhandenen Himmelskörper.

Ceres wirkte zunächst wie alle anderen Objekte in dieser Gegend des Sonnensystems: dunkel und von Kratern übersät. Doch dann zeigten sich überall an der Oberfläche weiße Kristalle: Hinweise auf Meersalz.

Als Dawn in die Umlaufbahn um Ceres eintrat, bewiesen Messungen des von den Kristallablagerungen reflektierten Sonnenlichts, dass es sich um Natriumkarbonat handelt: Salz. Es wurden aber auch Spuren von Hydrohalit entdeckt - Kochsalz mit Wassermolekülen in der Struktur.

Salzkristalle wie diese wurden bisher nur auf der Erde gefunden.

Überraschungen waren jedoch der Normalfall auf dieser Mission.

Die Funde begründeten die Annahme, dass es früher einen Ozean auf Ceres gegeben haben muss. Forscher*innen vermuten sogar, dass es noch heute unter der Oberfläche flüssige Wasser-Reservoirs gibt. Und dass es lange Zeit dort aktive Vulkane gab - vielleicht sogar noch immer gibt, wenngleich nicht mehr explosiv wie vor Millionen von Jahren.

Aber nicht glühende Lava bildete die salzigen Ablagerungen auf Ceres, sondern Eisvulkane. Die Wissenschaft spricht von Kryo-Vulkanismus, wenn Flüssigkeit oder Gas aus einer ansonsten gefrorenen Umgebung aufsteigt.

Vermutet wird, dass schlammiger Match aus der Tiefe nach oben gelangt. Dort verdampft das schwach gebundene Wasser. Übrig bleiben große Salzablagerungen, wie sie in dem Ceres-Krater Occator gefunden wurden.

Occator mit seinen 92 Kilometern Durchmesser ist das Ergebnis eines Asteroideneinschlags vor rund 22 Millionen Jahren. Dieser könnte den Eisvulkanismus in Gang gesetzt und die Integrität der ansonsten harten Kruste dauerhaft beeinträchtigt haben. Ganz versiegt scheint die vulkanische Aktivität noch immer nicht zu sein.

Durch die beim Aufprall entstehende Hitze könnte sich Ceres in der Folge sogar in einen - theoretisch - zeitweise bewohnbaren Ort verwandelt haben. Bis sich wieder Kälte breit machte.

Helle, leicht gelbliche Ablagerung auf der Oberfläche von Ceres wiesen noch auf einen weiteren Stoff hin, der hier nicht erwartet worden ist: Ammoniaksalze. Vermutlich war der Zwergplanet also einst mit gefrorenem Ammoniaksalz bedeckt. Das wirft Fragen nach dem Herkunftsort von Ceres auf.

Eine Theorie zur Herkunft von Ceres besagt: Der heutige Planet im mittleren Asteroidengürtel muss weiter draußen im Sonnensystem entstanden sein. Jenseits der Eislinie - wo Ammoniak gefriert.

Vielleicht hat Jupiter ihn mit seiner Schwerkraft angezogen. So wanderte er auf die Sonne zu in seine heutige Position inmitten des Trümmerfeldes Asteroidengürtel. Das schmelzende Ammoniakeis hinterließ schließlich jene hell-gelblichen Salze, die die Raumsonde Dawn in einigen Kratern identifiziert hat.

Für Dawn war elf Jahre nach dem Start eine aufregende Mission zu Ende. Der Kontakt zur Erde ist zwar erloschen. Zehntausende gestochen scharfe Bilder beschäftigen die Forschung jedoch noch für viele Jahre.

Mit den letzten Treibstoffresten ihres elektrischen Ionenantriebs wurde die Sonde in eine Umlaufbahn um Ceres manövriert. Dort verbringt sie gewissermaßen ihren Lebensabend, im Billardraum des Universums.