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VESTA
Kalt und dunkel genug für Eis?
von Stefan Deiters
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30. Januar 2012

Astronomen haben jetzt ein neues Modell über die durchschnittliche Temperaturverteilung und die globalen Beleuchtungsverhältnisse auf Vesta vorgelegt. Danach könnte sich in den Polarregionen des Asteroiden durchaus Wassereis im Untergrund erhalten haben. Permanent schattige Krater wie auf dem Erdmond dürfte es auf Vesta allerdings nicht geben.

Vesta

Blick auf die Südpolarregion von Vesta. Bild: NASA / JPL-Caltech / UCLA / MPS / DLR / IDA [Großansicht im Artikel vom 16. September 2011 ]

"In der Nähe des Nord- und Südpols scheint es Bedingungen zu geben, die die Existenz von Eis unterhalb der Oberfläche ermöglichen sollten", fasst Timothy Stubbs vom Goddard Space Flight Center der amerikanischen Weltraumbehörde NASA die Ergebnisse der Modelle über den Asteroiden Vesta zusammen, die er gemeinsam mit seinem Kollegen Yongli Wang vom Goddard Planetary Heliophysics Institute der University of Maryland in der Januar-Ausgabe der Fachzeitschrift Icarus vorstellt. Grundlage der Modelle sind Beobachtungen mit verschiedenen Teleskopen, darunter auch Daten des Weltraumteleskops Hubble.

Vesta ist nach dem Zwergplaneten Ceres das massereichste Objekt im Asteroidengürtel zwischen Mars und Jupiter. Allerdings ist es nach Ansicht der Autoren nicht sehr wahrscheinlich, dass es auf der Oberfläche des rund 516 Kilometer durchmessenden Brockens Regionen gibt, die permanent im Schatten liegen - auch nicht innerhalb des gewaltigen Kraters am Südpol des Asteroiden. Die Rotationsachse von Vesta ist nämlich mit rund 27 Grad noch stärker geneigt als die der Erde, weswegen es auf dem Asteroiden Jahreszeiten gibt. Im Verlauf eines Jahres dürfte somit auf jeden Punkt der Oberfläche einmal Sonnenlicht fallen. Unser Mond hingegen hat nur eine um 1,5 Grad geneigte Rotationsachse, so dass es Krater an den Polen geben kann, deren Boden dauerhaft im Schatten liegt.

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Die Existenz oder Nichtexistenz von Wassereis liefert Wissenschaftlern wichtige Informationen über die Entstehungs- und Entwicklungsgeschichte eines Objektes, etwa darüber, wie oft es in der Vergangenheit von Kometen getroffen wurde und zu welchen Wechselwirkungen mit seiner kosmischen Umgebung es gekommen ist. Da ähnliche Prozesse auf vielen Objekten des Sonnensystems, wie beispielsweise auf dem Mond, auf Merkur oder auf anderen Asteroiden, abgelaufen sein sollten, können die Daten von Vesta auch für unser Verständnis des gesamten Sonnensystems von Bedeutung sein. Wassereis ist zudem eine wichtige Ressource für die weitere Erkundung des Sonnensystems.

Die Temperaturen auf Vesta dürften nach dem neuen Modell in den Regionen rund um den Nord- und Südpol des Asteroiden durchschnittlich unter minus 129 Grad Celsius liegen. Dies ist gerade die kritische Durchschnittstemperatur, unterhalb der sich Wassereis in der lockeren Gesteinsschicht einige Meter unter der Oberfläche, im sogenannten Regolith, halten können sollte. Rund um den Äquator liegt die Temperatur hingegen mit minus 124 Grad Celsius im Schnitt etwas höher, so dass die Experten hier kein Wassereis dicht unter der Oberfläche erwarten.

"Im Durchschnitt ist es an Vestas Polen etwas kälter als in der Nähe des Äquators, von daher wären dies gute Plätze für die Existenz von Wassereis", so Stubbs. "Aber auch sie sind im Sommer über einen längeren Zeitraum dem Sonnenlicht ausgesetzt, was für die Erhaltung des Wassereises nicht von Vorteil ist. Wenn es also Wassereis in diesen Regionen geben sollte, dann dürfte es sich unter einer relativ dicken Schicht aus trockenem Regolith befinden."

Das Modell der Astronomen deutet auch darauf hin, dass es auf den Böden mancher Einschlagkrater für die meisten Zeit eines Vestajahres so kalt sein könnte, dass Wassereis hier sogar auf der Oberfläche existieren kann. "Irgendwann im Sommer würde die Sonnenstrahlung dann dafür sorgen, dass es von der Oberfläche verschwindet, es entweder verlorengeht oder aber sich woanders absetzt", erklärt Stubbs. 

Bislang deuteten alle Beobachtungen mit erdgebundenen Teleskopen darauf hin, dass Vesta eine sehr trockene Welt ist. Die NASA-Sonde Dawn, die seit Sommer 2011 um den Asteroiden kreist, kann aus nächster Nähe deutlich detaillierter nach Hinweisen auf Wasser suchen. So lassen sich mit dem Instrument GRaND (Gamma-ray and Neutron Detector) Regionen erkennen, in denen es sehr viel Wasserstoff gibt, was wiederum auf Wassereis hindeuten könnte.

Auf GRaND hoffen auch Stubbs und Wang: "Die Dawn-Mission verschafft der Wissenschaft die seltene Möglichkeit, Vesta für einen längeren Zeitraum zu untersuchen, etwa für die Dauer einer Jahreszeit", so Stubbs. "Innerhalb der kommenden Monaten werden wir hoffentlich erfahren, ob das Spektrometer GRaND Hinweise auf Wassereis im Regolith von Vesta gefunden hat. Dies ist schon eine wichtige und spannende Zeit für die Erkundung von Planeten." Dawn soll Vesta noch bis zum Sommer umkreisen und den Orbit des Asteroiden dann wieder verlassen, um mit dem Zwergplaneten Ceres ein zweiten Ziel im Asteroidengürtel anzusteuern.

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siehe auch
Dawn: Erste Bilder aus niedrigem Vesta-Orbit - 22. Dezember 2011
Bild des Tages - 16. Dezember 2011: Vesta immer näher
Dawn: 3D-Flug über Vesta - 2. Dezember 2011
Dawn: Überraschendes vom Asteroiden Vesta - 16. September 2011
Bild des Tages - 2. August 2011: Schneemann auf Vesta
Hubble: Die Jahreszeiten auf Vesta - 12. Oktober 2010
Links im WWW
Dawn, Webseite der NASA
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