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

Keukenzout ontdekt op Europa

De oceanen onder het ijs van Jupiter-maan Europa zou wel eens hetzelfde zout kunnen bevatten dat zich in Aardse oceanen bevindt: keukenzout ofwel natriumchloride. Astronomen hadden aan aanwijzingen dat er zich zouten bevonden op het oppervlak van Europa, maar ze konden niet achterhalen wat voor zouten het waren. Het vermoeden was dat het ging om magnesium sulfaat, dat veel gebruikt wordt als badzout. Dit zout zou afkomstig zijn van oceanen onder het ijs.

Telescopen en ruimteschepen gebruiken meestal infrarood spectrometers om te achterhalen uit welke stoffen het oppervlak van manen en planeten bestaat. Maar in infrarood is keukenzout nagenoeg onzichtbaar. Vandaar dat het niet gevonden is. Een aantal onderzoekers beslooot in het lab te kijken of keukenzout onder omstandigheden van Europa zichtbaar zou zijn in zichtbaar licht. Dat was aanvankelijk niet het geval, behalve als het een tijd bloot gesteld werd aan straling vergelijkbaar met die van de zon. Het zout krijgt dan een vale gele kleur.

Astronomen van Caltech University besloten daarom spectra van Europa te nemen in zichtbaar licht. Ze gebruikten hiervoor de Hubble Space Telescope. En inderdaad, Tara Regio, een geologisch jong gebied, bleek precies de juiste pieken van “bestraald” keukenzout te hebben.

europa_nacl_F2.large.jpg
Een kaart met absorptie voor (bestraald) keukenzout op Europa. De zwarte lijnen geven geologisch actieve gebieden aan. Credits: NASA/JPL/Björn Jónsson/Steve Albers

Waarom is deze vondst interessant? Als Europa magnesiumsulfaat had gehad, had het uit de rotsachtige kern gesijpeld kunnen zijn. Maar keukenzout wijst op hydrothermische activiteit. En daarvoor waren al eerder ook andere aanwijzingen. Dergelijke bronnen zijn een mogelijke oorsprong van leven.

Bronnen:

https://www.caltech.edu/about/news/table-salt-compound-spotted-europa

Oorspronkelijke wetenschappelijke artikel (gratis te lezen): https://advances.sciencemag.org/content/5/6/eaaw7123