Planeetje zit onder de zoutvlekken

De vreemde witte vlekken op de dwergplaneet Ceres die dit jaar ontdekt zijn, bestaan uit sulfaatzouten.

In de grote Occator-krater (90 km breed, 4 km diep) zijn de felste witte vlekken op Ceres gevonden. Op deze foto zijn verschillen in oppervlaktesamenstelling met valse kleuren weergegeven. Foto NASA/JPL-Caltech/UCLA/MPS/DLR/IDA

De vreemde heldere vlekken op het oppervlak van de dwergplaneet Ceres bestaan niet uit ijs, maar uit sulfaatzouten. Ook de rest van het oppervlaktemateriaal lijkt een nogal ongebruikelijke samenstelling te hebben. Dit concluderen twee internationale teams van wetenschappers uit gegevens van NASA-sonde Dawn. Die cirkelt sinds maart om Ceres, het grootste hemellichaam uit de planetoïdengordel tussen Mars en Jupiter. Beide onderzoeken zijn deze donderdag gepubliceerd in Nature.

De geringe dichtheid van Ceres (2 gram per kubieke centimeter) wees er al op dat de dwergplaneet niet uitsluitend uit gesteenten bestaat. Ongeveer een kwart komt waarschijnlijk voor rekening van waterijs en waterhoudende mineralen.

Toen Dawn eerder dit jaar de eerste heldere plekken fotografeerde op het pikdonkere oppervlak van Ceres werd daarom eerst aan ijs gedacht. Uit metingen met de Europese infraroodsatelliet Herschel was al eerder gebleken dat de dwergplaneet kleine hoeveelheden waterdamp uitstoot.

De vele opnamen die Dawn naar de aarde heeft gezonden tonen op het eerste gezicht een eentonig kraterlandschap. Maar bij nadere inspectie zijn in of nabij tal van kraters relatief heldere plekken te zien. Uit de analyse van het licht dat deze plekken op zichtbare en nabij-infrarode golflengten weerkaatsen blijkt dus nu dat het niet om ijs gaat, maar waarschijnlijk om waterhoudende magnesiumsulfaten – zouten dus. Volledige zekerheid over de samenstelling ervan kan pas worden verkregen als ook de metingen van de gammastraling- en neutronendetector van Dawn beschikbaar komen. Deze metingen starten over ongeveer een week.

Met de helderste vlekken op Ceres, die in de ongeveer 90 kilometer grote en 4 kilometer diepe krater Occator te vinden zijn, is iets bijzonders aan de hand. In de omgeving ervan ontstaat na zonsopkomst een ijle mist, die later op de dag optrekt. De wetenschappers vermoeden dat deze nevel afkomstig is van bevroren, zoutrijk water dat dicht onder het oppervlak ligt en bij opwarming in dampvorm overgaat (sublimeert).

Het meest voor de hand liggende scenario voor het ontstaan van de heldere vlekken is dat ze het gevolg zijn van inslagen waarbij de donkere bovenlaag wordt doorboord. Daardoor komt een heldere onderliggende ijslaag bloot te liggen, die door sublimatie en stofafzetting mettertijd steeds zouter en grijzer wordt.

Buiten de witte vlekken werden veel ammonium-houdende fylosilicaten (een soort kleimineralen) aangetroffen. Dat wijst erop dat minstens een deel van Ceres afkomstig is uit een ammoniakrijke omgeving. Die is alleen te vinden in de buitenste regionen van ons zonnestelsel. Daar is het koud genoeg om deze verbinding, die wij als gas kennen, te laten bevriezen.

De wetenschappers hebben twee verklaringen. Ceres kan in ongeveer zijn huidige baan zijn ontstaan uit samenklontering van kleine, ammoniakrijke brokstukken die van voorbij de planeet Neptunus kwamen. De andere mogelijkheid is dat de hele dwergplaneet zélf in die verre buitenwijk is ‘geboren’, en later naar zijn huidige locatie is gemigreerd. In dat geval zou Ceres dus een naaste verwante zijn van die andere bekende dwergplaneet: Pluto.