Ceres is een oceaanwereld

Ceres, de dwergplaneet en grootste object in de asteroïdegordel tussen Mars en Jupiter, heeft actief vulkanisme en vloeibaar (pekel-)water onder het oppervlak. Dat blijkt uit observaties die NASA’s Dawn missie in zijn laatste maanden deed. De wetenschappers richtten daarbij op de Occator krater, waar Dawn al “bright spots” zag toen het ruimteschip de dwergplaneet benaderde in 2015. Na nader onderzoek ontstond het vermoeden dat die heldere plekken waren ontstaan door zoutafzettingen van water dat doorsijpelde naar het oppervlak.

In de tweede verlenging van de Dawn missie is deze satelliet een aantal keer zeer laag (35 km) over deze bright spots gevlogen en dit heeft een weelde aan nieuwe informatie opgeleverd. Dankzij zwaartekrachtmetingen (kleine afwijkingen van de baan van Dawn) heeft Dawn kunnen achterhalen dat er een reservoir van zout water zich onder het ijs bevindt dat 40 km diep is en zich honderden kilometers uitstrekt.

Een blik in de Occator krater. Heldere plekken zijn plaatsen waar zout water aan de oppervlakte kwam en waar dat zout achter bleef. (Foto: NASA/JPL-Caltech/UCLA/MPS/DLR/IDA/USRA/LPI)

En met infrarood spectrometrie is hydrohaliet gevonden op het oppervlak van de “bright spots”. Hydrohaliet is een vorm van keukenzout die vrij vaak voorkomt in zeeijs. Het is voor het eerst dat dit buiten de Aarde gevonden is. Hydrohaliet is bovendien onstabiel op het oppervlak van Ceres, dus het feit dat het voorkomt op het oppervlak, wijst erop dat het er recent is terecht gekomen. Dat moet betekenen dat er recent cryovulkanisme (vulkanisme waarbij ijs i.p.v. magma aan het oppervlak komt) heeft plaats gevonden.

Maar hoe kan water diep vanuit Ceres aan de oppervlakte komen? Bij ijsmanen zoals Europa en Enceladus levert de getijdewerking van de planeet waar ze om draaien de energie. Maar Ceres is geen ijsmaan en er is niets dat voor getijde kan zorgen. Wetenschappers denken dat inslagen van meteorieten ervoor zorgen onder het oppervlak waterijs wordt gesmolten, waarna lang na de impact scheuren in het ijs zorgen voor een verbinding tussen vloeibaar water diep binnenin Ceres en het oppervlak.

Bronnen:

https://www.jpl.nasa.gov/news/news.php?feature=7722

https://www.theguardian.com/science/2020/aug/10/planet-ceres-ocean-world-sea-water-beneath-surface

https://www.nature.com/articles/s41467-020-17184-7

Coverfoto: NASA/JPL-Caltech/UCLA/MPS/DLR/IDA

Ceres’ oppervlak is rijk aan organisch materiaal, vermengd met klei.

Het oppervlak van Ceres is rijk aan organische stoffen dat vermengd is met klei (water en rotsachtig materiaal). Dat blijkt uit metingen van de Dawn missie. De organische stoffen zijn vermoedelijk afkomstig van oude koolstofhoudende meteorieten die op Ceres terecht zijn gekomen. En kennelijk nogal veel, want het oppervlak bestaat nu voor 20% uit koolstof.

Schematic_Path_for_the_Evolution_of_Ceres____Upper_Crust-28641
Hoe de onderzoekers denken dat het oppervlak van Ceres ontstaan is. Ceres had mineralen die ontstaan zijn in aanwezigheid van water. Koolstofhoudende meteorieten sloegen in. Door de interactie van die koolstoffen werden organische stoffen gevormd. In de loop van Ceres’ leven is dit verder vermengd.

Ceres is waarschijnlijk ontstaan bij de vorming van het zonnestelsel, 4,6 miljard jaar geleden. De onderzoekers vermoeden dat Ceres afkomstig is van een koude plaats, buiten de baan van Jupiter. Toen de grote planeten later naar buiten migreerden, is Ceres naar binnen gedirigeerd.

Bron:
https://www.swri.org/press-release/swri-led-team-evidence-carbon-rich-surface-ceres

ESA promovendi werken aan Ceres sample return missie.

Dingen die je soms tegen komt op Twitter: promovendi die bij ESA toekomstige missies ontwerpen. Zoals een Ceres sample return missie die Calathus moet gaan heten. Calathus (genoemd naar de mand waarin de godin Ceres de oogst in mee neemt) moet gaan landen in de Occator krater (bekend van de “bright spots”). Met een boor moet de ruimtesonde monsters verkrijgen. Er wordt ook een instrumentenpakket met camera achter gelaten worden op het oppervlak.

Even voor de goede orde: er moet nog heel wat water door de ondergrondse oceanen van Ceres stromen voor Calathus gelanceerd wordt, maar het is interessant te weten dat Ceres op de agenda staat. Volgens de huidige plannen kunnen we de monsters op Aarde verwachten in 2040. (Ik ben dan 70.)
https://www.esa.int/Education/ESA_Academy/Future_opportunities2