Ceres

Ceres ist das größte Objekt im Asteroidengürtel und der einzige Zwergplanet, der näher an der Sonne umläuft als Neptun. Mit etwa 940 km Durchmesser vereint sie rund ein Viertel bis ein Drittel der gesamten Masse des Gürtels auf sich, ist aber klein genug, dass etwa fünf Ceres aneinandergereiht die Breite der kontinentalen USA überspannen würden. Sie besetzt einen merkwürdigen Mittelweg: zu groß und zu rund, um ein bloßer Asteroid zu sein, zu klein und zu fern, um ein Planet zu sein, und reich genug an Wasser, dass manche Planetenforscher sie weniger als Felsbrocken denn als eisige Ozeanwelt behandeln, die nach innen wanderte.

Ceres umrundet die Sonne einmal alle 4.6 Jahre in einer mittleren Entfernung von 2.77 astronomischen Einheiten, dreht sich schnell – ein voller Tag dauert nur gut neun Stunden – und steht fast kerzengerade, nur um etwa 4 Grad auf ihrer Achse geneigt. Diese nahezu senkrechte Rotation erweist sich zusammen mit ihrer um 10.6 Grad geneigten Umlaufbahn als sehr bedeutsam dafür, wo ihr Eis überdauern kann.

Der erste Asteroid und der erste Zwergplanet

Ceres wurde in der allerersten Nacht des 19. Jahrhunderts – am 1. Januar 1801 – vom italienischen Astronomen Giuseppe Piazzi am Observatorium von Palermo auf Sizilien entdeckt. Er hielt sie zunächst für einen Kometen, vermutete dann einen kleinen Planeten, nachdem er ihre langsame Drift vor den Sternen über mehrere Wochen hinweg verfolgt hatte. Piazzi nannte sie Ceres Ferdinandea, nach der römischen Göttin der Landwirtschaft und des Getreides, der Schutzgöttin Siziliens; die königliche Huldigung an König Ferdinand wurde später fallengelassen, sodass schlicht Ceres übrig blieb.

Jahrzehntelang galt Ceres als Planet, bis die Entdeckung von Pallas, Juno, Vesta und einer wachsenden Schar ähnlicher Körper dazu führte, dass sie alle als Asteroiden neu klassifiziert wurden. Ceres behielt die Bezeichnung 1 Ceres als der erste je gefundene Asteroid. Dann, 2006, stufte die Internationale Astronomische Union sie erneut um: massereich genug, dass die eigene Schwerkraft sie zu einer runden Form zog, aber unfähig, ihre überfüllte Umlaufbahn von Trümmern freizuräumen, wurde Ceres ein Zwergplanet – im selben Jahr, in dem auch Pluto in diese neue Kategorie umklassifiziert wurde.

Eine eisige Welt in Verkleidung

Ceres ist weit mehr als eine zerschundene Gesteinskugel. Schwerkraftmessungen von Raumsonden zeigen, dass sie massebezogen nur etwa 30 bis 40 Prozent Gestein enthält, was auf eine tiefe, eisreiche Außenschicht hindeutet, die einen schlammigen, felsigen Kern umhüllt – Wasser könnte etwa ein Viertel des gesamten Körpers ausmachen. Das macht sie zu einem der wasserreichsten Objekte im inneren Sonnensystem nach der Erde.

2014 entdeckte das Herschel-Weltraumobservatorium der Europäischen Weltraumorganisation schwache Wasserdampf-Fontänen, die von Ceres entweichen – das erste klare Anzeichen von aus einem Körper des Asteroidengürtels ausströmendem Wasser. Man nimmt an, dass der Dampf von oberflächennahem Eis stammt, das direkt ins All sublimiert. Dort, wo Sonnenlicht nie hinreicht – in dauerhaft beschatteten Kraterböden nahe den Polen, dank jener winzigen Achsneigung als Kältefallen erhalten –, kann Wassereis auf der Oberfläche selbst überdauern, ein Spiegelbild der Eisvorkommen, die in den Schatten von Merkur und Mond gefunden wurden.

Die hellen Flecken von Occator

Ceres' berühmtestes Merkmal ist eine Streuung blendend weißer Flecken, die Wissenschaftler rätseln ließ, als die Aufnahmen schärfer wurden. Der hellste Cluster liegt innerhalb von Occator, einem relativ jungen Krater von etwa 92 km Breite und 4 km Tiefe. Seine zentrale Ablagerung, Cerealia Facula, und die nahe gelegenen Vinalia Faculae sind die reflektierendsten Flecken des gesamten Körpers – hell genug, um selbst auf frühen, unscharfen Annäherungsfotos zu schimmern.

Diese Faculae erwiesen sich als Salze, dominiert von Natriumkarbonat, zurückgelassen, als salzhaltige Flüssigkeit von unten aufstieg, die Oberfläche erreichte und gefror und ins All verdampfte, wobei die mineralische Kruste zurückblieb. Ihre Existenz deutet auf Reservoirs salzhaltiger Flüssigkeit hin – relikte Taschen eines unterirdischen salzigen Ozeans –, die sich, geologisch gesehen, noch vor Kurzem bewegten. Ceres trägt zudem organische Verbindungen und Tonminerale über ihre dunklere Oberfläche verteilt, die rohen Zutaten, die sie für Fragen der Bewohnbarkeit interessant machen.

Kryovulkane und eine vernarbte Oberfläche

Mehr als 4 km aus dem ansonsten flachen Terrain aufragend, ist Ahuna Mons Ceres' höchster Berg und eine der seltsamsten Landformen im Sonnensystem: eine einsame, steilflankige Kuppel mit hellen Streifen an ihren Flanken, weithin als Kryovulkan interpretiert, der eine Schlämme aus salzigem, schlammigem Eis statt geschmolzenem Gestein absonderte. Sein jugendliches Erscheinungsbild legt nahe, dass Ceres in der relativ jüngeren Vergangenheit geologisch aktiv war.

Die größte Einschlagnarbe des Zwergplaneten ist Kerwan, ein uraltes, gedämpftes Becken von rund 280 km Durchmesser – nahezu ein Drittel der Breite von Ceres selbst. Bemerkenswerterweise hat Ceres weniger wirklich gewaltige Krater als erwartet, was darauf hindeutet, dass ihre eisige, langsam nachgebende Kruste die größten, ältesten Wunden über Milliarden von Jahren geglättet hat.

Dawn: die Mission, die sie kartierte

Nahezu alles oben Genannte stammt von einer einzigen Raumsonde. Die NASA-Sonde Dawn, mit effizientem Ionenantrieb, wurde zur ersten Mission, die zwei getrennte Ziele jenseits der Erde umkreiste – zuerst den Riesenasteroiden Vesta, dann Ceres, den sie am 6. März 2015 erreichte. Sie war zudem die erste Raumsonde überhaupt, die einen Zwergplaneten umkreiste, und traf einige Monate ein, bevor New Horizons an Pluto vorbeiflog.

Über mehr als drei Jahre hinweg spiralte Dawn zunehmend näher heran und streifte schließlich bis auf etwa 35 km über die Oberfläche, um Occators Salze im feinen Detail zu fotografieren. Die Mission endete am 1. November 2018, als Dawn das Hydrazin ausging, das sie brauchte, um ihre Antenne und Solarpaneele auszurichten, und sie in einer stabilen Umlaufbahn verstummte, wo sie Ceres noch Jahrzehnte lang als verlassenes Monument umkreisen wird.

Wie man Ceres findet

Ceres ist der einzige Zwergplanet, den ein Hobbybeobachter realistisch aufspüren kann. In ihrer besten Phase, um die Opposition herum etwa alle 15 bis 16 Monate, hellt sie sich auf rund Größenklasse 6.7 auf – knapp jenseits der Schwelle der Sichtbarkeit mit bloßem Auge für die durchschnittliche Person, aber ein leichtes Ziel im Fernglas von einem dunklen Standort aus. Sie sieht aus wie ein schwacher, ruhiger Stern, sodass der Trick darin besteht, das Feld zu skizzieren oder es gegen eine Karte zu notieren und eine Nacht oder zwei später zurückzukehren, um ihre Bewegung einzufangen. Selbst die größten Teleskope zeigen sie als kaum mehr als eine winzige, merkmallose Scheibe – genau deshalb waren Dawns Nahaufnahmen eine solche Offenbarung.