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Zwergplanet Ceres: Neue Namen, neue Karten, neue Fragen

Geschrieben am 30.09.2015 in Kategorie: Mission "Dawn"

Mysteriöse Krater-Strukturen und faszinierende Ansichten von Ceres, dem vielseitigen Zwergplaneten, beschäftigen diese Woche die Wissenschaftler auf der European Planetary Science Conference (EPSC) in Nantes, Frankreich.

Das Deutsche Zentrum für Luft- und Raumfahrt (DLR) ist an der Mission Dawn der NASA beteiligt und unter anderem in Zusammenarbeit mit der Internationalen Astronomischen Union (IAU) für die Kartierung und Namensgebung der Regionen und markanter Oberflächenstrukturen verantwortlich.

Der Zwergplanet Ceres sorgt bei Forschern weiterhin für Faszination. Besonders die Oberfläche wirft immer wieder neue Fragen auf. "Wir arbeiten intensiv daran, zu verstehen, wie so ein kleiner Körper eine so spannende Topographie entwickeln konnte", sagt Prof. Ralf Jaumann vom DLR-Institut für Planetenforschung in Berlin-Adlershof. Heute wurde eine neue, farblich kodierte, topographische Karte veröffentlicht, die mehr als ein Dutzend neuer, kürzlich von der IAU genehmigter, Namen für Oberflächenstrukturen auf Ceres enthält. Diese sind, wie gewohnt, inspiriert von landwirtschaftlichen Geistern, Gottheiten für Fruchtbarkeit und Ernte-Festen aus den verschiedensten Ecken der Erde. Neu dabei sind unter anderem "Jaja", nach der abchasischen Ernte-Göttin, und "Ernutet", die kobra-köpfige ägyptische Ernte-Göttin. Ein Berg mit 20 Kilometer Durchmesser, der sich in der Nähe von Ceres Nordpol befindet, heißt jetzt "Ysolo Mons" - benannt nach einem albanischen Fest, dass den ersten Tag der Auberginen-Ernte markiert.

Falsche Farbe, echte Erkenntnis

Eine weitere, heute veröffentlichte Ceres-Karte hebt erstmals deutlich im globalen Kontext Unterschiede in der Komposition der Oberfläche in Falschfarbe hervor. Die Variationen sind bei Ceres allerdings subtiler als auf dem Protoplaneten Vesta, den die Dawn-Sonde zwischen 2011 und 2013 erkundet hatte. Neu in die Karte aufgenommen, wurden farblich kodierte Bilder des spektakulären Occator-Kraters, mit seinen steilen Hängen und hellen Flecken, über deren Ursprung und Zusammensetzung das Dawn-Wissenschaftsteam seit Monaten rätselt. Auch ein mysteriöser, kegelförmiger, sechs Kilometer hoher Berg ist erfasst worden, dessen ungewöhnlich steile, gleichmäßige Struktur den Wissenschaftlern Kopfzerbrechen bereitet. Insgesamt wurden 14 Krater neu erfasst und in die Karten eingearbeitet.

Strahlungsrätsel

Eine überraschende Beobachtung kam von Dawns Gamma-Strahlen- und Neutronen-Spektrometer: Die Instrumente registrierten drei Ausbrüche von energiegeladenen Elektronen, die eventuell aus einer Wechselwirkung zwischen Ceres und der Strahlung der Sonne resultieren könnten. "Wir sind von Ceres total überrascht", gesteht Prof. Jaumann. "Wir hätten nicht gedacht, dass möglicherweise heute noch aktive Prozesse auf der Oberfläche zu finden sind." An der Interpretation der Beobachtung wird aktiv geforscht. Auf dem Weg zum Erstellen eines ganzheitlichen Bildes des Zwergplaneten, könnte die Beobachtung eine wesentliche Rolle spielen.

Orbiter im Sinkflug

Momentan umkreist die Dawn-Sonde Ceres noch in einer Höhe von 1470 Kilometern, der so genannten "HAMO"-Umlaufbahn (für High-Altitude Mapping Orbit). In dieser Missionsphase wird die gesamte Oberfläche des Zwergplaneten bis zu sechs Mal erfasst. Von Oktober bis Dezember wird Dawn dann in den niedrigsten Orbit "LAMO" absteigen und eine Höhe von 375 Kilometern einnehmen. In dieser Höhe wird die Sonde verbleiben und weiterhin den Zwergplaneten sowohl ablichten als auch andere Daten erfassen. Der operative Betrieb der Dawn-Mission soll mindestens bis Mitte nächsten Jahres fortgesetzt werden.

Die Mission

Die Mission DAWN wird vom Jet Propulsion Laboratory (JPL) der amerikanischen Weltraumbehörde NASA geleitet. JPL ist eine Abteilung des California Institute of Technology in Pasadena. Die University of California in Los Angeles ist für den wissenschaftlichen Teil der Mission verantwortlich. Das Kamerasystem an Bord der Raumsonde wurde unter Leitung des Max-Planck-Instituts für Sonnensystemforschung in Göttingen in Zusammenarbeit mit dem Institut für Planetenforschung des Deutschen Zentrums für Luft- und Raumfahrt (DLR) in Berlin und dem Institut für Datentechnik und Kommunikationsnetze in Braunschweig entwickelt und gebaut. Das Kamera-Projekt wird finanziell von der Max-Planck-Gesellschaft, dem DLR und NASA/JPL unterstützt.

Quelle

DLR - Deutsches Zentrum für Luft- und Raumfahrt e. V.
Das DLR (Deutsches Zentrum für Luft- und Raumfahrt e. V.) ist die deutsche Raumfahrtagentur. Es wurde 1969 durch den Zusammenschluss mehrerer Einrichtungen gegründet.

Webseite: http://www.dlr.de

Ceres: Globale farbkodierte topographische Karte
Diese, gegenüber der Veröffentlichung vom 28. Juli 2015 verbesserte farbkodierte topographische Karte zeigt die von der Internationalen Astronomischen Union akzeptierten Namensvorschläge für einige Landschaften auf Ceres. Neu dazugekommen sind nun die Namen von 14 Kratern in der nördlichen Hemisphäre. Zudem erhielt der bisher erste Berg auf Ceres einen Namen: Er heißt Ysolo Mons, zu finden im hohen Norden am westlichen Rand der Karte. Die Karte beruht auf einem digitalen Geländemodell des Zwergplaneten und wurde aus systematisch gewonnenen Stereo-Bilddaten der Framing-Camera von Dawn berechnet. Sie wurde mit einem Bildmosaik kombiniert, was der Karte mehr Plastizität verleiht. Das gesamte topographische Profil hat eine Bandbreite von jeweils etwa 7,5 Kilometern ober- bzw. unterhalb der Referenzebene, auf die sich die Höhenangaben beziehen; die am tiefsten gelegenen Gebiete sind in Dunkelblau dargestellt, die höchsten in hellem beige und weiß. Auch die bekannten, ausgedehnten "hellen Flecken" im Krater Occator werden in dieser Karte hell dargestellt, gleichzeitig aber auch im Grünton der topographischen Höhe des Occator-Kraterbodens. Mit 15 Kilometern Profil sind die Höhenunterschiede knapp fünf Kilometer weniger stark ausgeprägt, als auf der Erde; wegen des wesentlich geringeren Radius fallen die topographischen Unterschiede auf Ceres allerdings auf kürzeren Entfernungen extremer aus.
© NASA / JPL-Caltech / UCLA / MPS / DLR / IDA
Topographie und Schrägansicht von Occator
Die systematische Aufnahme von Stereo-Bildpaaren, aufgenommen mit der deutschen Framing-Camera an Bord der NASA-Raumsonde Dawn, ermöglicht die Berechnung eines globalen digitalen Geländemodells, also der Topographie von Ceres. Diese farbkodierte Darstellung zeigt den Krater Occator, der einen Durchmesser von etwa 90 Kilometern hat. Blau zeigt tief liegende Gebiete an, gelb und grün die mittleren Höhen und rot und beige die am höchsten gelegenen Regionen. Das Innere des Kraters wird von einem etwa 2000 Meter hohen Kraterrand überragt. Occator ist der Ort auf Ceres, an dem die viel diskutierten "hellen Flecken" ihre größte Verbreitung haben.
© NASA / JPL-Caltech / UCLA / MPS / DLR / IDA
Topographische Ansicht einer hohen Bergspitze auf Ceres
Von den tiefsten (dunkelblauen) Stellen im linken Bildhintergrund bis zur Spitze des markanten konischen Bergkegels besteht ein Höhenunterschied von etwa sechs Kilometern. Die weißen Streifen, die an den Flanken des Berges leicht zu erkennen sind, gehören zu den Stellen auf Ceres, die am meisten Licht reflektieren. Für diese Darstellung wurden Bilddaten aus unterschiedlichen Missionsphasen verwendet - das niedriger aufgelöste digitale Geländemodell wurde auf Grundlage von Stereobildern der Kartierphase berechnet. Dann wurden Bilddaten in höherer Auflösung aus der HAMO-Phase (High-Altitude Mapping Orbit) gewissermaßen wie ein Leintuch über das Geländemodell gelegt, was der Szene mehr Schärfe verleiht.
© NASA / JPL-Caltech / UCLA / MPS / DLR / IDA
Ceres in Falschfarben
Diese Kartenprojektion, für die der Nord- und Südpol zu einer Linie am oberen bzw. unteren Bildrand "ausgerollt" wurden, zeigt die gesamte Oberfläche von Ceres in einem so genannten Falschfarben-Komposit. Statt wie bei einem Echtfarbenbild, für das die Wellenlängen rot, grün und blau verwendet werden, wurden hier Aufnahmen aus dem Infrarot-Kanal (Wellenlänge 920 Nanometer), dem Rotkanal (750 nm) und dem Blaukanal (440 nm) kombiniert und in ihrem jeweiligen Kontrast gesteigert. Die Bilddaten wurden während der High-Altitude Mapping Orbit (HAMO) Phase der Dawn-Mission an Ceres aufgezeichnet. Stärker rötliche Farbtöne zeigen an, dass die Oberfläche von Ceres hier verstärkt längere, infrarote Wellenlängen reflektiert, wohingegen blaue Schattierungen die Reflexion von energiereicherem, kurzwelligerem Licht anzeigen. Grüne Regionen zeigen besonders starke Reflexionen an. Die Darstellung ermöglicht es, feine Unterschiede in der Oberflächenmineralogie, aber auch relative Altersunterschiede auf der in Echtfarben sehr monochromen Oberfläche von Ceres zu erkennen.
© NASA / JPL-Caltech / UCLA / MPS / DLR / IDA
Dawn
Günstig und erfolgreich: Nach ihrem anderthalbjähirgen Aufenthalt am Asteroiden Vesta erreichte die mit einem Ioenenmotor angetriebene Raumsonde Dawn aus dem Discovery-Programm der NASA zu Beginn diesen Jahres den Zwergplaneten Ceres. Dawn wird den tausend Kilometer großen Beinahe-Planeten noch bis Anfang 2016 aus verschiedenen Umlaufbahnen beobachten.
© NASA / JPL