Von Theophilus zu Vesta

Der Mond nähert sich dem ersten Viertel, wie Astronomen den Halbmond nennen. Erstes Viertel, weil der Mond in dieser Phase ein Viertel seines Weges um die Erde zurückgelegt hat. So jedenfalls sieht er heute Abend aus:

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Die Schattenlinie, welche die Mondscheibe in einen beleuchteten und eine dunklen Teil trennt wird Terminator genannt. Entlang dieses Terminators kann man schöne Details erkennen, denn hier steht die Sonne flach und die Objekte werfen lange Schatten. In der Großaufnahme oben tritt auf diese Art und Weise ein runder Krater mitten auf dem Mond und mitten im Terminator hervor. Vergrößert sieht der Krater und seine Umgebung so aus:

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Der Krater heißt Theophilus und misst 110 Kilometer im Durchmesser. Die obere Kraterwand wird bereits von der Sonne beleuchtet und auch die Gipfel des 1400 Meter hohen Zentralgebirges im Kraterinneren glänzen schon in der Sonne, während am Kraterboden noch dunkle Nacht herrscht. Solche Zentralberge entstehen, wenn unmittelbar nach dem Einschlag des Impaktors der Boden zurückfedert. Krater dieser stattlichen Größe, die über ein mehrgipfeliges Zentralgebirge verfügen, nennt man auch Ringgebirge.

Theophilus ist Teil des zentralen Hochlands des Mondes, das links von ihm noch im dunklen Schatten liegt. Der hübsche, 27 Kilometer große Krater rechts von Theophilus heißt Mädler (übrigens: Mondkrater sind nach berühmten Wissenschaftlern, hauptsächlich Astronomen benannt. Der Mond ist so gesehen der einzige Himmelskörper, auf dem sich die Astronomen selbst verewigt haben).
Bei dem glatten Becken rechts unterhalb von Theophilus handelt es sich um eine basaltische Ebene, dem Mare Nectaris (Nektarmeer). Bei diesem flachen Sonnenstand zeichnen sich schön die Dorsa (Meeresrücken) gennanten wellenförmigen Strukturen ab, die das Mare Nectaris durchziehen. Im Süden hat die Lava den Krater Fracastorius teilweise aufgefüllt.

Natürlich geht es auch heute Abend nicht ohne Blick auf den Jupiter, der momentan die Nächte dominiert und immernoch nördlich von Aldebaran im Stier steht. In geringer Vergrößerung sieht man den strahlenden Jupiter und drei seiner vier großen Monde.

 

Von Links nach rechts sind dies die Monde Ganymed, Europa und Kallisto. Ein Mond, nämlich Io, fehlt, doch die Vergrößerung zeigt, wo er sich gerade befindet.

Io, der innerste der vier großen Jupitermonde, befindet sich ganz nahe bei Jupiter. Er zieht aus unserer Perspektive in den nächsten Minuten vor der Jupiterscheibe vorbei. Die Astronomen sprechen von einem Durchgang.

Hier ist er schon vor der Scheibe

Und noch ein Stück weiter (man beachte den Zeitstempel und die Jupiterrotation anhand des Großen Roten Flecks):

  

Im letzen Bild erscheint Io als schwarzer Punkt. Genau genommen sehen wir den dunklen Schatten von Io. Da sich Jupiter derzeit in Opposition befindet, sind die Schatten der Monde beim Durchgang immer sehr nahe bei den den Monden selbst. Die hellen Monde sind gar nicht leicht auszumachen vor Jupiter.

Gar nicht weit weg von Jupiter befindet sich derzeit der Asteroid Vesta. In diesem aktuellen Bild ist das der helle "Stern" etwas rechts unterhalb der Bildmitte.

Vesta hatte seine Oppositionsstellung am 09. Dezember erreicht. Ihre Entfernung zur Erde betrug da "nur noch" 238 Millionen Kilometer (1,59 AE). Der Asteroid ist mit 6 Magnituden Helligkeit theoretisch auch mit bloßem Auge sichtbar und erscheint im Teleskop als kleines Scheibchen. Vesta ist um die 530 Kilometer groß und Teil des Asteroidengürtels zwischen Mars und Jupiter.

Wie Vesta wirklich aussieht zeigen Aufnahmen der Raumsonde Dawn, die Vesta vom 15. Juli 2011 bis zum 5. September 2012 besuchte. Das deutsche Zentrum für Luft- und Raumfahrt (DLR) ist maßgeblich an dieser Mission beteiligt und hat aus den Daten dieses Video produziert:


Ein launiges Video der NASA fasst die Mission der Sonde Dawn unterhaltsam zusammen:



Die Raumsonde Dawn befindet sich derzeit auf dem Weg zu einem anderen Mitglied des Asteroidengürtels, dem Zwergplanet Ceres. Im Februar 2015 soll Dawn dort ankommen.

In einem letzten Bild willl ich noch einmal die ganze Komposition dieser Himmelskörper zeigen, wie sie sich derzeit am Himmel zeigt: Der Kopf des Stiers wird dominiert vom rötlichen Aldebaran. Darüber befindet sich der sehr helle Planet Jupiter und noch etwas höher der markante Sternhaufen der Plejaden. Östlich davon stehen derzeit ebenfalls im Sternbild Stier Vesta und Ceres.

Lesetipp: Spix/Gasparini Der Moonhopper - 20 Mondtouren für Hobbyastronomen Oculum-Verlag 

Dawn bei Vesta - ein etwas anderer Rückblick

Abschied von Asteroid Vesta

Kosmischer Bergsturz

Der Südpol von Vesta mit dem großen Zentralberg, Credit: NASA/JPL-Caltech/UCLA/MPS/DLR/IDA/PSI

Derzeit hat der Asteroid Vesta Besuch von einem irdischen Botschafter. Die Raumsonde DAWN befindet sich im Orbit um den 1807 entdeckten und circa 500 Kilometer großen Himmelskörper.  Vesta ist ein Mitglied des Asteroidengürtels, also jener Region zwischen Mars und Jupiter, in der hunderttausende Kleinkörper ihre Bahn um die Sonne ziehen.Vesta gehört zu den größeren Exemplaren, der größte Körper dieser Gegend, Ceres, läuft in der neuen Nomenklatur als Zwergplanet.

Eine überraschende Entdeckung von DAWN ist ein riesiger Berg am Südpol von Vesta. Das Bild oben wurde aus Daten von DAWN errechnet, ist also kein Foto. Die Vertikale wurde um den Faktor 1,5 gestreckt, damit die Topographie deutlicher sichtbar wird. Außerdem wurde Vesta künstlich abgeflacht, denn der Planetoid ist ja sehr klein und der Horizont daher sehr nahe, weshalb ein Großteil der Struktur aus diesem flachen Blickwinkel in Wirklichkeit hinterm Horizont verschwindet.

Was für Ausmaße dieses Gebirge hat, verdeutlicht diese Grafik:

Credit: Russell et. al. (2011), EPSC

Hawaii, der größte Berg auf unserer Erde, gemessen vom Meeresgrund, wird von dem Berg auf Vesta locker in den Schatten gestellt. An den riesigen marsianischen Schildvulkan Olympus Mons kommt er dann aber doch nicht ganz ran. Den Mount Everest übertrifft der Berg auf Vesta in etwa 2,5 mal.

Wie kann so ein riesiger Berg entstehen? Es handelt sich um den Zentralberg eines gewaltigen Einschlagkraters. Vesta wurde in der Vergangenheit von einem anderen großen Asteroiden getroffen. Dabei wurde das Material zunächst stark komprimiert, federte dann aber zurück und erzeugt dabei ein Gebirge im Zentrum des Einschlagkraters. Der wissenschaftliche Leiter der DAWN-Mission, Chris Russell, glaubt, dass genau dieses Ereignis seine Spuren auf unserer Erde hinterlassen hat. Bei der Bildung dieses gewaltigen Berges soll sehr viel Material von Vestas Oberfläche geschleudert worden sein, von dem ein Teil dann auch auf unsere Erde niederging.

Da es im Asteroidengürtel so circa alle 100.000 Jahre zu einem heftigen Zusamenstoß kommt, bei dem Fragmente frei werden, die dann ins Innere unseres Sonnensystems stürzen, ist der Asteroidengürtel die Quelle von Meteoriten, also von Steinen, die vom Himmel fielen. Meteoriten gibt es in verschiedenen Variationen. Bei einer bestimmten Klasse differenzierter Steinmeteoriten wurde schon länger ganz speziell Vesta als Quelle vermutet. Dies ergibt sich aus der spektroskopischen Übereinstimmung des Meteoritenmaterials mit der Oberfläche von Vesta. Laut Chris Russell soll also nun genau die Bildung des Berges die Quelle dieser Steinmeteoriten sein. Ein Indiz dafür könnte das Alter des Berges sein. Da es sich um eine später entstandene Struktur handelt, ist sie vergleichsweise wenig verwittert, das heißt, es finden sich weniger Meteoritenkrater auf ihr, als in der Umgebung. Die Astronomen wollen nun versuchen aus der Dichte der kleinen Krater, die den Berg vernarben, auf dessen Alter zurückzuschließen. Sollte dieses Alter dem Alter der von Vesta stammenden, auf der Erde gefundenen Meteoriten entsprechen, kann man wohl davon ausgehen, genau das richtige Ereignis dingfest gemacht zu haben, das zu diesen Meteoriten geführt hat.

Asteroiden werden als Überbleibsel aus der Bildung unseres Sonnensystems angesehen, sozusagen nicht in richtige Planeten verbautes ursprüngliches Material. Daher besten Asteroiden und die von ihnen stammenden Meteorite aus einer Metall-Stein-Mischung: Metallkörner sind in einer Matrix aus Gestein eingebettet. Genau solche Körper erwartet man in der Entfernung des Asteroidengürtels zur Sonne. Dort ist es kalt genug, damit Metalle und gesteinsbildende Materie aus dem solaren Urnebel auskondensieren konnte, jedoch zu warm für wasserstoffhaltige Eise wie Methan, Ammoniak und Wasser. Letztere Substanzen wurden erst weiter draußen fest und konnten daher in die Asteroiden nicht eingebaut werden (im Grenzbereich entstehen kohlenstoffhaltige Chondrite). Bei Vesta kommt nun aber noch eine Besonderheit hinzu. Vesta ist ein differenzierter Körper, das heißt, im Frühstadium der Entstehung war Vesta so heiß, dass sie geschmolzen war. Dadurch konnte sich das Material nach seiner Dichte trennen. Der Metallanteil sank in das Innere, drumherum bildete sich ein Mantel und eine Kruste aus Gestein. Dementsprechen ähneln die von Vesta stammenden Steinmeteroriten auch sehr unserer Erdkruste. Bei Vesta handelt es sich also weniger um übrigen Bauschutt aus der Entstehungszeit unseres Sonnensystems, als vielmehr um ein Planetesimal, der nicht in einen größeren Planetenkörper integriert wurde.

Hier noch ein Blick auf Vesta von einer größeren Entfernung, genauer aus 15.000 Kilometern. Die Raumsonde DAWN blickt hier auf den Südpol mit dem großen Zentralberg.

Credit: NASA/JPL-Caltech/UCLA/MPS/DLR/IDA

  Übrigens ist Vesta bereits in einem kleinen Teleskop oder Fernglas sichtbar, unter einem sehr dunklen Himmel sogar mit bloßem Auge. Die beste Sichtbarkeit in diesem Jahr, also die Oppositionstellung, wird Vesta allerdings erst am 9. Dezember erreichen.

Vesta in 3D

Raumsonde Dawn, Grafik: NASA/JPL

Seit 15. Juli kreist die Raumsonde Dawn um den Asteroiden Vesta. Dieses Video zeigt Aufnahmen, die in 3D für die Rot-Cyan-Brille aufbereitet sind. Also Brille auf und ab geht's zu Vesta:



Vesta ist ein Protoplanet, ein Überbleibsel aus der Entstehungszeit unseres Sonnensystems, das nie in einem Planeten eingebaut wurde. Mit 530 Kilometer Durchmesser gehört Vesta zu den großen Mitgliedern des Asteroidengürtels. Dabei handelt es sich um eine Ansammlung von Kleinkörpern zwischen den Umlaufbahnen von Mars und Jupiter.
Der ausgebeulte Äquatorbereich teilt Vesta in zwei Hemisphären. Dieser Bereich ist durch lange Furchen gekennzeichnet, die sich entlang des Äquators ziehen. In der nördlichen Hemisphäre gibt es eine Region aus drei großen Kratern, die aufgrund deren Anordnung als "Schneemann" bezeichnet wird. Der größte der drei, Marcia*) genannt, gilt als besonders jung. In ihm finden die Astronomen frisch freigelegtes Material aus dem Inneren Vestas. Der Südpol von Vesta wird von einem gigantischen Berg dominiert, zweieinhalb mal so hoch wie Mount Everest! Dabei handelt es sich um den Zentralberg des gewaltigen 460 Kilometer durchmessenden Kraters Rheasilvia*).

Diese topographische Karte des Südpols wurde aus den Daten von Dawn generiert und zeigt nochmals die Verhältnisse: Rot eingefärbt sind der hochgelegene Kraterrand und der Zentralberg, in grün und blau das tiefe Kraterbecken.

Dieses Video zeigt Aufnahmen von Vesta, die so zusammengesetzt wurden, dass der Eindruck einer vollen Rotation von Vesta entsteht. So bekommen wir nochmals einen schönen globalen Überblick über diesen Himmelskörper:



Eine echte Rotation von Vesta dauert etwa fünfeinhalb Stunden.

Wer seine Rot-Cyan-Brille nicht zur Hand hat, sollte sich wenigstens dieses Video anschauen:



Das besondere an Vesta ist, dass es sich dabei nicht nur um ein Bruchstück aus der Frühzeit unseres Sonnensystems handelt, sondern um einen Planetoiden, der einem "richtigen" terrestrischen Planeten sehr ähnelt: Vesta ist differenziert, hat also einen ähnlich strukturierten Aufbau wie die vier terrestrischen Planeten Merkur, Venus, Erde und Mars. Im Inneren von Vesta vermutet man einen Eisen/Nickel-Kern, umgeben von einem Gesteinsmantel, der von einer basaltischen Kruste bedeckt wird.

Vesta ist mit einfachen Mitteln durchaus beobachtbar - theoretisch sogar mit bloßem Auge sichtbar, wenn man das Glück hat, einen hinreichend dunklen Himmel zu finden (-> Lichtverschmutzung).
Hier eine Serie von Bildern, die zeigt, wie sich Vesta innerhalb einer Nacht durch den Fixsternhimmel bewegt:

 Die Aufnahmen wurden von Jan Hattenbach gemacht. Mehr Informationen dazu in seinem Blog Himmelslichter.

Bis Juli 2012 soll sich die Raumsonde Dawn noch im Orbit um Vesta aufhalten. Dann geht es weiter Richtung Ceres, das größte Mitglied des Asteroidengürtels. Im Unterschied zu Vesta ist Ceres massereich genug, um mittels Gravitation ein kugelförmiges Himmelsobjekt zu bilden. Daher wird Ceres seit 2006 als Zwergplanet klassifiziert.

Dawn wird Ceres im Februar 2015 erreichen und uns so zum ersten mal Bilder von diesem Zwergplaneten übermitteln. Dieses Bild zeigt die aktuelle Position von Dawn und die Flugbahn, die sich wie eine Spirale nach außen windet.

Credit: Gregory J. Whiffen, JPL

*) Marcia und Rhea Silvia waren Vestalinen, also eine Priesterinnen der Göttin Vesta

Dawn besucht Vesta

Der Asteroid Vesta ist mit über 500 Kilometern Durchmesser einer der größten seiner Art. Er umkreist unsere Sonne als Mitglied des Asteroidengürtels zwischen Mars und Jupiter. Derzeit hat er Besuch von der amerikanischen Raumsonde Dawn. Aufnahmen von Vesta mit dem deutschen Kamerasystem von Dawn wurden nun von den Forschern mit einem räumlichen Modell des Asteroiden verbunden. So entstand diese Animation, die es uns erlaubt, über den Asteroiden Vesta zu fliegen:



Noch bis Juli 2012 soll Dawn bei Vesta verweilen und dabei einen noch niedrigeren Orbit einnehmen, der für höher aufgelöste Bilder sorgt. Danach bricht Dawn auf zum Zwergplaneten Ceres. Das ist eine lange Reise, denn Dawn wird erst im Februar 2015 bei Ceres ankommen.

Einen ausführlichen aktuellen Bericht über Dawns Besuch bei Vesta gibt es bei astronews.com: Überraschendes vom Asteroiden Vesta

Einen Überblick über die gesamte Mission von Dawn und deren wissenschaftlichen Zielsetzung bietet dieses Video von Welt der Physik:

Was geht ab im Juli? Asteroiden, Dawn und Vesta!

Hier noch der Link zur Dawn-Seite der NASA: http://dawn.jpl.nasa.gov/