Studieren Zwergplanet Ceres: Q & A mit Dawn Wissenschaftler Chris Russell

Die NASA-Raumsonde Dawn traf letzten Freitag (6. März) in Ceres ein und wurde die erste Sonde, die jemals einen Zwergplaneten besuchte.

Dawn befindet sich derzeit auf dem Weg zur ersten wissenschaftlichen Umlaufbahn, die am 23. April erreicht werden soll. Das Raumschiff wird dann eine 15-monatige Untersuchung von Ceres beginnen, das mit einer Länge von 950 Kilometern das größte Objekt im Hauptasteroid ist Gürtel jenseits von Mars und Jupiter.

Dies ist nicht das erste Rodeo von Dawn. Die Sonde, die im September 2007 startete, umkreiste von Juli 2011 bis September 2012 den zweitgrößten Körper des Asteroidengürtels, den Protoplaneten Vesta. [Weitere Informationen über die Ankunft von Dawn's Ceres]

ProfoundSpace.org hat sich kürzlich mit Chris Russell, Professor für Geophysik und Weltraumphysik an der UCLA, getroffen, um Vesta, Ceres und das Vermächtnis von Dawn zu diskutieren.

ProfoundSpace.org: Also hat Dawn bereits Vesta aus nächster Nähe studiert und jetzt ist es bei Ceres. Worauf freust du dich am meisten?

Chris Russell: Sehen wir uns das einfach aus der Baustein-Theorie an. Wir betrachten diese Protoplaneten als die fundamentalen Bausteine ​​des Sonnensystems oder zumindest der terrestrischen Planeten.

Du kannst dir vorstellen, dass die Erde hauptsächlich aus Vestas gebaut wird. Vesta ist ein felsiges Äußeres und ein Eisenkern; Das haben wir gefunden, als wir dort ankamen, und das haben wir erwartet. Und die Erde ist hauptsächlich ein Eisenkern mit Felsen um ihn herum. Aber wir haben Wasser [auf der Erde]. Woher kam das Wasser?

Die Rosetta-Mission hat auf dem Kometen 67 C-G [67P / Churyumov-Gerasimenko] nicht das richtige Wasser gefunden; sie fanden die falschen Isotopenverhältnisse. Das Wasser kommt also nicht aus großer Entfernung. Es kommt wahrscheinlich vom inneren Sonnensystem und Ceres ist ein Körper mit viel Wasser. Ein Viertel der Masse von Ceres ist Wasser, und drei Viertel sind Felsen. Wenn wir nur ein paar Ceres-Körper haben, die mit der Erde kollidieren, können wir erklären, woher das Wasser kommt.

ProfoundSpace.org: Was möchtest du bei Ceres lernen?

Russell: Wir leben auf einem sehr komplexen Planeten, und wir haben Tausende von Geophysikern und Geochemikern und Geologen, die herumstreichen und versuchen, die verschiedenen Dinge zu verstehen, die vor sich gehen. Diese kleineren Körper sind viel einfacher, aber sie haben planetare Prozesse, die stattgefunden haben - und im Fall von Ceres, glauben wir, finden sie gegenwärtig statt. Wir lernen also mehr über die Planetenphysik, indem wir eine Situation haben, in der wir einfachere Objekte betrachten und sehen können, wie sie sich verhalten.

Das ist auf der obersten Ebene. Die anderen Dinge, die Messziele, sind, Ceres sehr sorgfältig zu wiegen, seine Größe sehr sorgfältig zu messen und sein Gravitationsfeld zu betrachten und zu folgern, was die Inhomogenitäten darin bedeuten - wie groß der Kern sein könnte, in welchen Regionen hohe Dichte und geringe Dichte am Körper. Und wir werden die Oberfläche sehr genau studieren und uns die Krater ansehen.

Wir werden die Morphologie der Krater untersuchen - nicht nur die Größe oder Anzahl der Krater, sondern auch die Größe der Krater, die diese Art von Verhalten zeigen, welche Größe diese Art anzeigen. Gibt es auch Erdrutsche, gibt es füllende Ereignisse, gibt es Dinge, die wie Flüsse aussehen? Das wäre interessant. Wir werden also Merkmale betrachten, die Sie mit Wasser oder Flüssen einer Art auf der Oberfläche assoziieren.

Wir werden eine typische planetarische Geologie machen, ähnlich der, die wir auf dem Mars machen, als das, was wir mit Vesta gemacht haben.

ProfoundSpace.org: Könnten die Messungen von Dawn zeigen, ob Ceres einen Ozean unter der Oberfläche hat, wie einige Forscher vermuten?

Russell: Das könnte schwierig für uns sein. Aber wir haben Instrumente, um die Temperatur der Oberfläche zu messen. Was wir also tun können, ist die Körpertemperatur zu messen und sie dann mit Modellen zu vergleichen und zu sagen, wenn wir ein Modell hätten, das trockener Fels im Inneren wäre, hätte es diese Temperatur an der Oberfläche, aber wenn wir einen Planeten hätten, der nass gewesen wäre Gestein drinnen, dann könnte es diese Temperatur haben. Und wenn es einen flüssigen Ozean hätte, würde das Wärme noch schneller transportieren, und wir könnten diese bestimmte Temperatur an der Oberfläche haben. [6 Wahrscheinlichste Orte für fremdes Leben im Sonnensystem]

So können wir möglicherweise einige Messungen vornehmen, die indirekt auf die verschiedenen möglichen Lösungen hinweisen. Wir werden so viele geophysikalische, geochemische und geologische Messungen machen wie wir können und dann schlussfolgern, welche Struktur zu dieser Art von Verhalten geführt haben könnte.

ProfoundSpace.org: Sie hoffen auch herauszufinden, was diese mysteriösen Lichtpunkte in diesem Ceres-Krater verursacht, richtig?

Russell: Wenn Sie zu einem Asteroiden oder zum Mond gehen, sehen Sie eine Menge Krater auf der Oberfläche. Es ist ein bisschen wie ein fraktales Muster - man sieht es im großen Maßstab und im kleinen Maßstab, und alles sieht ungefähr gleich aus.

Aber bei Ceres sehen wir etwas ganz anderes. Diese hellen Flecken passen nicht in das Kratermuster. Und wir konnten noch nicht einmal mit unserer Kamera experimentieren, weil es viel kleiner ist. Es gibt also einen Prozess auf Ceres, der ein sehr, sehr kleines Feature macht. [Ceres Puzzling Bright Spots (Video)]

In diesem Fall ist das Merkmal sehr reflektierend. Da ist nichts, was uns aktiv signalisiert. Es signalisiert uns passiv; es reflektiert das Sonnenlicht. Es ist konsistent mit der Reflexion des gesamten Lichts, wenn der Spot klein genug ist. Nun, wir wissen nicht, welche Größe es ist, also können wir nicht sagen, ob die Albedo 40 Prozent, 60 Prozent, 80 Prozent oder 100 Prozent ist, aber es ist wahrscheinlich in diesem Bereich irgendwo. Eine Sache, die im Sonnensystem bei der Reflexion von Sonnenlicht sehr gut ist, ist Eis. Zum Beispiel hat [Saturnmond] Enceladus eine Albedo von etwa 100 Prozent.

Aber es gibt Leute, die sich nach Salz sehnen - nicht unbedingt Tafelsalz, sondern Salze verschiedener Mineralien, die vielleicht weiß aussehen. Wir haben also im Team eine Art Dichotomie der Meinung, ob dies eine trockene oder nasse Erklärung hat. Aber wir werden dem auf den Grund gehen, wenn wir das Ende des Features auflösen können.

ProfoundSpace.org: Sie werden Ceres vom Orbit bis Juni 2016 studieren, wenn alles nach Plan läuft. Was denkst du, ist Dawns Erbe, wenn alles gesagt und getan ist?

Russell: Unser erstes Vermächtnis ging nach Vesta. Vesta hatte sich uns ganz gut erklärt, indem er uns alle diese Meteorite, die wir HED-Meteoriten nennen - Howardite, Eukrite und Diogenite -, schickte, und diese Meteorite wurden von den Geochemikern zerlegt und sehr sorgfältig analysiert. Sie entwickelten ein Modell für Vesta und ein Modell für die Evolution des Sonnensystems.

Also gingen wir zu Vesta, und das erste, was wir taten, war zu zeigen, dass der Körper, den die Geochemiker aus den Meteoritenbeweisen vorhergesagt hatten, der Körper war, den wir fanden. Dies wiederum bestätigte das Modell des Solarsystems. Es war in den meisten Vierteln nicht wirklich zweifelhaft, aber wir waren in der Lage, in den Weltraum hinauszugehen und diesem bestimmten Modell Glauben zu schenken. Ich halte das für ein wichtiges Vermächtnis.

In Ceres finden wir im Grunde das Wasser. In Ceres gibt es bestimmt viel Wasser; das deutet darauf hin, dass es andere Ceres gab, die Ceres nicht mehr waren, aber ihr Wasser an andere Orte im Sonnensystem brachten. Wir erfahren also mehr über die Lieferung von Wasser, wie Wasser gesammelt und 4,6 Milliarden Jahre lang in der Mitte des Asteroidengürtels gehalten wurde. Das wird uns wahrscheinlich ein wenig Mut geben, einige der kleineren Körper im Sonnensystem zu erforschen, die Menschen Hauptgürtelkometen genannt haben. In Ceres haben wir einen riesigen Hauptgürtelkometen mit einem sehr großen Wasservorrat.

Und Ionenantrieb ist sehr, sehr wichtig für diese spezielle Mission. Mit dem Ionenantrieb konnten wir Dinge tun, die größere Missionen nicht hätten leisten können. [Dawn ist die einzige Mission, die jemals zwei Objekte jenseits des Erd-Mond-Systems umkreist.] Es hat unsere Kosten niedrig gehalten, aber es uns ermöglicht, uns auf eine bestimmte Art und Weise zu verhalten.

Obwohl unser Vermächtnis für die Wissenschaft bei Vesta und Ceres liegt, ist das Vermächtnis der Weltraumforschung, denke ich, sehr hoch. Wenn andere Leute schätzen, was Dawn gemacht hat, werden wir viel mehr davon tun. Es braucht ein bisschen mehr Zeit, aber es ist sicherer und billiger, und das ist wichtig.