Vulkane auf Quaoar
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Honolulu / Lexington (Vereinigte Staaten), 13.12.2004 – Anhand von Infrarotaufnahmen des Kuipergürtelasteroiden Quaoar, einem Objekt das im so genannten Kuipergürtel jenseits der Bahn des Planeten Neptun um die Sonne kreist, vermuten David C. Jewitt vom „Institute for Astronomy auf Hawaii“ von der „University of Hawaii“ und Jane Luu vom MIT Lincoln Laboratory, dass dessen Oberfläche u.a. durch Kryovulkanismus (Kältevulkanismus bei dem statt heißer Gesteinslava bspw. flüssiger Stickstoff ausgestoßen wird) in der jüngeren Vergangenheit umgeformt wurde.
Der Kuipergürtel ist eine schon lange postulierte Gruppe von Asteroiden jenseits der Neptunbahn, welche sich in einer Scheibe in der Bahnebene der Planeten des Sonnensystems anordnen (ähnlich dem Asteroidengürtel zwischen Mars und Jupiter) und für beständigen Nachschub von Kometen für das innere Sonnensystem sorgen. In den letzten Jahren konnte der Kuipergürtel durch Entdeckung zahlreicher Asteroiden jenseits der Neptunbahn bestätigt werden. Insbesondere der Kuipergürtelasteroid Quaoar ist mit seinem Durchmesser von ca. 1.300 Kilometer so groß, dass man ihn nach seiner Entdeckung kurzzeitig als 10. Planeten des Sonnensystems bezeichnete, da er seit der Entdeckung von Pluto die größte Neuentdeckung im Sonnensystem war. Mittlerweile hat man jedoch zwei weitere noch größere Kuipergürtelasteroiden gefunden (2004 DW und Sedna).
Wegen ihrer großen Entfernung von der Sonne beträgt die Oberflächentemperatur der Kuipergürtelasteroiden jedoch nur ca. -220 Grad Celsius (50K), weswegen sie neben Gesteinen auch aus Wassereis und anderen gefrorenen Flüssigkeiten und Gasen bestehen. Aufgrund dieser niedrigen Temperaturen sollten sich die Kuipergürtelasteroiden noch in ihrem ursprünglichen Zustand seit der Entstehung des Sonnensystems befinden. Im nahen Infrarot beobachteten nun David C. Jewitt vom Institute for Astronomy auf Hawaii und Jane Luu vom MIT Lincoln Laboratory den Asteroiden Quaoar und stellten im Spektrum die Signaturen von kristallinem Wassereis und des nur bei tiefen Temperaturen stabilen Ammoniumhydroxids fest. Die Kristallstruktur von Wassereis ist ein Zeichen dafür, dass die Oberfläche mindestens auf -160°C (110K) erwärmt wurde, was somit deutlich mehr als die erwartete langfristige durchschnittliche Oberflächentemperatur von -220°C (50K) ist. Nach einer an die Warmphase anschließenden Abkühlung sollten sich die Kristalle des Wassereises und des Ammoniumhydroxid in einem Zeitraum von ca. 10 Millionen Jahren wieder in den amorphen (nichtkristallinen) Zustand umordnen. Die Umordnung wird durch die Teilchen der Kosmischen Strahlung und des Sonnenwinds hervorgerufen, welche auf die Oberfläche stoßen und somit die regelmäßige Gitterstruktur der Moleküle der Kristalle zerstören. Unterhalb von -220°C (50K) ist die Wärmebewegung der Wassereismoleküle nicht mehr groß genug diese Gitterfehler wieder zu reparieren, weswegen sich das Eis unterhalb dieser Temperatur in den amorphen Zustand umwandelt.
Dieser Befund weist somit laut den beiden Forschern darauf hin, dass Quaoars Oberfläche erst kürzlich umgeformt wurde, wobei verschiedene Mechanismen denkbar sind. Einmal könnte durch den Einschlag von anderen Asteroiden Material, das weiter in der Tiefe (und somit etwas wärmer im Inneren) lag, an die Oberfläche gekommen sein oder aber eben Gase und Nebel von Kryovulkanen ausgestoßen worden sein, welche sich dann auf der Oberfläche niederschlugen. Sollten sich diese Ergebnisse erhärten, stellt sich die Frage, inwieweit Kuipergürtelasteroiden noch im ursprünglichen Zustand nach der Entstehung des Sonnensystems sind und inwiefern sie somit Hinweise auf die Bedingungen des frühen Sonnensystems geben können.
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