Als je zou kunnen vliegen aan boord van NASA's Dawn-ruimtevaartuig, het oppervlak van dwergplaneet Ceres zou er over het algemeen vrij donker uitzien, maar met opmerkelijke uitzonderingen. Deze uitzonderingen zijn de honderden heldere gebieden die opvallen in afbeeldingen die Dawn heeft teruggestuurd. Nutsvoorzieningen, wetenschappers hebben een beter idee van hoe deze reflectieve gebieden in de loop van de tijd zijn gevormd en veranderd - processen die wijzen op een actieve, evoluerende wereld.

"De mysterieuze lichtpuntjes op Ceres, die zowel het wetenschappelijke team van Dawn als het publiek hebben geboeid, bewijzen onthullen van Ceres' vroegere ondergrondse oceaan, en geef aan dat verre van een dode wereld, Ceres is verrassend actief. Geologische processen hebben deze heldere gebieden gecreëerd en kunnen vandaag de dag nog steeds het gezicht van Ceres veranderen, " zei Carol Raymond, plaatsvervangend hoofdonderzoeker van de Dawn-missie, gebaseerd op NASA's Jet Propulsion Laboratory in Pasadena, Californië. Raymond en collega's presenteerden de laatste resultaten over de heldere gebieden op de American Geophysical Union-bijeenkomst in New Orleans op dinsdag, 12 december.

Verschillende soorten heldere gebieden

Sinds Dawn in maart 2015 in een baan om Ceres aankwam, wetenschappers hebben meer dan 300 heldere gebieden op Ceres gevonden. Een nieuwe studie in het tijdschrift Icarus, onder leiding van Nathan Stein, een doctoraal onderzoeker bij Caltech in Pasadena, Californië, verdeelt de kenmerken van Ceres in vier categorieën.

De eerste groep lichtpuntjes bevat het meest reflecterende materiaal op Ceres, die te vinden is op kratervloeren. De meest iconische voorbeelden zijn in Occator Crater, die twee prominente lichte gebieden herbergt. Cerealia Facula, in het midden van de krater, bestaat uit helder materiaal dat een kuil van 10 kilometer breed bedekt, waarbinnen zit een kleine koepel. Ten oosten van het centrum is een verzameling van iets minder reflecterende en meer diffuse elementen, genaamd Vinalia Faculae. Al het heldere materiaal in Occator Crater is gemaakt van zoutrijk materiaal, die waarschijnlijk ooit in water is gemengd. Hoewel Cerealia Facula het helderste gebied van heel Ceres is, het zou voor het menselijk oog op vuile sneeuw lijken.

vaker, in de tweede categorie, helder materiaal wordt gevonden op de randen van kraters, strepen naar de vloeren. Botsende lichamen hebben waarschijnlijk helder materiaal blootgelegd dat zich al in de ondergrond bevond of zich had gevormd tijdens een eerdere impactgebeurtenis.

Afzonderlijk, in de derde categorie, helder materiaal is te vinden in het materiaal dat werd uitgestoten toen kraters werden gevormd.

De berg Ahuna Mons krijgt zijn eigen vierde categorie - het enige exemplaar op Ceres waar helder materiaal geen verband houdt met een inslagkrater. Deze waarschijnlijke cryovulkaan, een vulkaan gevormd door de geleidelijke ophoping van dikke, langzaam stromende ijzige materialen, heeft prominente heldere strepen op zijn flanken.

Gedurende honderden miljoenen jaren, helder materiaal is vermengd met het donkere materiaal dat het grootste deel van Ceres' oppervlak vormt, evenals puin uitgeworpen tijdens botsingen. Dat betekent miljarden jaren geleden, toen Ceres meer impact ervoer, het oppervlak van de dwergplaneet zou waarschijnlijk bezaaid zijn met duizenden heldere gebieden.

"Eerder onderzoek heeft aangetoond dat het heldere materiaal is gemaakt van zouten, en we denken dat ondergrondse vloeistofactiviteit het naar de oppervlakte heeft getransporteerd om enkele van de heldere plekken te vormen, ' zei Steen.

Het geval van Occator

Waarom lijken de verschillende heldere delen van Occator zo van elkaar te verschillen? Lynna Snel, een planetaire geoloog aan het Smithsonian Institution in Washington, heeft zich verdiept in deze vraag.

De belangrijkste verklaring voor wat er bij Occator is gebeurd, is dat het had kunnen hebben, althans in het recente verleden, een reservoir met zout water eronder. Vinalia Faculae, de diffuse heldere gebieden ten noordoosten van de centrale koepel van de krater, zou kunnen zijn gevormd uit een vloeistof die door een kleine hoeveelheid gas naar de oppervlakte wordt gedreven, vergelijkbaar met champagne die uit de fles stroomt wanneer de kurk wordt verwijderd.

In het geval van de Vinalia Faculae, het opgeloste gas kan een vluchtige stof zijn, zoals waterdamp, kooldioxide, methaan of ammoniak. Vluchtig-rijk zout water zou dicht bij het oppervlak van Ceres kunnen zijn gebracht door breuken die verbonden waren met het zilte reservoir onder Occator. Door de lagere druk aan het oppervlak van Ceres zou de vloeistof als damp zijn verdampt. Waar breuken de oppervlakte bereikten, deze damp kon energetisch ontsnappen, ijs- en zoutdeeltjes met zich meedragend en op het oppervlak afzettend.

Cerealia Facula moet zich in een iets ander proces hebben gevormd, aangezien het hoger en helderder is dan Vinalia Faculae. Het materiaal bij Cerealia leek misschien meer op een ijzige lava, sijpelt omhoog door de breuken en zwelt op tot een koepel. Intermitterende fasen van koken, vergelijkbaar met wat er gebeurde toen Vinalia Faculae werd gevormd, kan zijn opgetreden tijdens dit proces, het oppervlak bezaaid met ijs- en zoutdeeltjes die de lichtvlek van Cerealia vormden.

De analyses van Quick zijn niet afhankelijk van de initiële impact die Occator heeft gevormd. Echter, de huidige gedachte onder Dawn-wetenschappers is dat toen een groot lichaam tegen Ceres sloeg, het uitgraven van de 57 mijl brede (92 kilometer brede) krater, de impact kan ook breuken hebben veroorzaakt waardoor later vloeistof naar buiten kwam.

"We zien ook breuken op andere zonnestelsellichamen, zoals Jupiters ijzige maan Europa, " zei Quick. "De breuken op Europa zijn wijder verspreid dan de breuken die we bij Occator zien. Echter, processen met betrekking tot vloeistofreservoirs die zich tegenwoordig onder de scheuren van Europa kunnen bevinden, kunnen worden gebruikt als een vergelijking voor wat er in het verleden bij Occator is gebeurd."

Terwijl Dawn de laatste fase van zijn missie voortzet, waarin het zal afdalen naar lagere hoogten dan ooit tevoren, wetenschappers zullen blijven leren over de oorsprong van het heldere materiaal op Ceres en wat aanleiding gaf tot de raadselachtige kenmerken in Occator.