De Amerikaanse ruimtesonde Dawn draait sinds maart 2015 in een baan om de asteroïde Ceres tussen Mars en Jupiter. Dankzij de twee identieke camera's aan boord van het Max Planck Institute for Solar System Research (MPS), de framingcamera's, de dwergplaneet is bijna volledig in kaart gebracht. In een huidige studie, een team onder leiding van wetenschappers van de MPS rapporteert over de meest noordelijke regio's van Ceres, waar de Göttingen-camera's een heel bijzondere prestatie hebben geleverd:ze zijn erin geslaagd foto's te maken van waterijsafzettingen op plaatsen die worden geregeerd door bijna eeuwige duisternis.

Thomas Platz is de hoofdauteur van de studie die nu is gepubliceerd in Natuurastronomie , een nieuw vaktijdschrift. "Met onze camera's, we keken naar de kraters in de regio nabij de noordpool tussen 65 en 90 graden noorderbreedte. Sommige van deze kraters bevinden zich op zijn minst gedeeltelijk in eeuwige duisternis, wat betekent dat ze nooit door zonlicht worden bereikt. De reden hiervoor is dat de rotatie-as van Ceres een hellingshoek heeft van slechts 4,028 graden, ", legt het lid van het Framing Camera-team van MPS uit. Door de kleine axiale helling komt de zon nooit ver boven de horizon aan de hemel boven de poolgebieden van Ceres. Dit betekent op zijn beurt dat obstakels zoals kraterwanden lange schaduwen werpen; aanzienlijke gebieden van het poolgebied zijn zelfs gehuld in de eeuwige nacht, hoewel het zonlicht nooit rechtstreeks op deze locaties valt, kleine hoeveelheden verstrooid licht bereiken ze, gereflecteerd door direct verlichte kraterwanden in de buurt, bijvoorbeeld. De camera kan dit zwakke licht gebruiken en de duisternis verkennen. Zo kwam het verschillende heldere afzettingen tegen - waterijs.

Jagen op ijsafzettingen is hard werken:van de 634 geïdentificeerde kraters met permanent donkere gebieden, op de beelden van de Framing Camera's zijn tien kraters met opvallend heldere vlekken in hun interieur aangetroffen. Een relatief jonge krater, nog steeds naamloos maar voorlopig nummer 2 genoemd, speelt hierbij een bijzondere rol; het ligt 69,9 graden noorderbreedte en heeft een diameter van 3,8 kilometer. De heldere afzettingen reiken daar voorbij de permanente duisternis tot in het gebied dat soms wordt verlicht door direct zonlicht. "Dit biedt de mogelijkheid om het licht dat van daaruit wordt gereflecteerd te analyseren met Dawn's VIR (zichtbare en IR-spectrometer) boordinstrument, die werd geleverd door de Italiaanse ruimtevaartorganisatie, " legt Andreas Nathues uit, die aan het hoofd staat van het Framing Camera-experiment bij de MPS. "We kunnen duidelijk de spectrale signatuur van waterijs zien, maar konden geen andere bevroren gassen vinden." De wetenschappers nemen aan dat de andere heldere afzettingen ook voornamelijk uit waterijs bestaan.

Wetenschappers hebben lang gedacht dat het binnenste van Ceres grote hoeveelheden ijs bevat omdat de dichtheid zo laag is - 2,1621 gram per kubieke centimeter. Het is nu de tweede keer dat er water direct aan het oppervlak wordt gevonden. De huidige resultaten sluiten aan bij metingen van de Herschel-telescoop die wordt beheerd door de European Space Agency ESA, die in 2014 waterdamp in de buurt van Ceres heeft gemeten. In december 2015 Bovendien, Max Planck-onderzoekers in Göttingen gebruikten de Framing Camera's om mistflarden boven twee kraters dicht bij de evenaar vast te leggen, eveneens een indicatie van water in dampvorm.

Afzettingen van ijs op delen van het oppervlak van Ceres die direct zonlicht ervaren, blijken gedurende lange, geologische perioden. De dwergplant heeft geen atmosfeer en dus sublimeert het ijs in relatief korte tijd zodra het de oppervlakte bereikt. Dit betekent dat het rechtstreeks van ijs naar de gasvormige toestand gaat. Op plaatsen die permanent in duisternis zijn, en dus extreem koud, waar de temperaturen dalen tot onder de min 163 graden Celsius, ijs kan heel lang overleven.

"We weten dat er ijsafzettingen zijn in de poolgebieden van onze maan en de planeet Mercurius, die beide ook geen sfeer hebben. Deze ijsafzettingen kunnen worden verklaard als het resultaat van externe gebeurtenissen zoals de inslagen van kometen, " zegt Nathues. "De kraters bij Ceres' polen, echter, ijs bevatten dat waarschijnlijk inheems is in Ceres, d.w.z. het is voornamelijk afkomstig van Ceres zelf, " legt Platz uit. Zoals de co-auteurs van de studie van de Vrije Universiteit van Berlijn in een simulatie hebben kunnen aantonen, de impact die oorspronkelijk de Oxo-krater creëerde, bijvoorbeeld, ijzig gesteente dat zich onder het oppervlak bevindt, had kunnen wegblazen en het tot aan de poolgebieden had kunnen slingeren.