Vestas Natur: Einsichten aus dem Survey Orbit

Die erste systematische Erkundung des Kleinplaneten durch den Dawn-Orbiter aus 2700 km Abstand im Juli und August hat bereits die ersten fundamentalen Erkenntnisse gebracht, aber insgesamt wesentlich mehr neue Fragen aufgeworfen als beantwortet. Vesta hat bereits ein neues Koordinatensystem verpasst bekommen, da nun die Lage ihrer Rotationsachse erkennbar ist, und Volumen und Dichte des irregulären Körpers wurden ermittelt: Eine äquivalente Kugel hätte 524 km Durchmesser, und die mittlere Dichte liegt bei 3.34 g/cm^3. Monde hat Vesta offensichtlich keine: Zwar sichtete Dawn so manchen Asteroiden im Hintergrund, aber nichts im Orbit, so dass Begleiter größer als 10 Meter praktisch ausgeschlossen sind. Vesta selbst hat sich bereits als ausgesprochen komplexer Körper erwiesen, mit mehreren Einschlagsbecken größer als 100 km (wo wohl die diversen „Vestoid“-Asteroiden und auf der Erde gefundenen Meteoriten ihre Reisen begannen) – und vielen Überraschungen:

• So liegt halb unter dem berühmten 475 km großen und kürzlich offiziell Rheasilvia getauften Impaktbecken am Südpol (Bild 1) offenbar noch ein älterer Krater mit 375 km Durchmesser (Bild 2). Und es scheint inzwischen so, dass das ausgeprägte System von Gräben in der Nähe des Äquators (Bild 3) eine direkte Folge des jüngeren Impakts ist: Große Einschläge auf terrestrischen Planeten – von denen Vesta eine Art Mini-Ausgabe ist – hinterlassen derartige Ringsysteme, und weil Vesta so klein ist, landete es halt eine halben Körper weit entfernt als regelrechter Gürtel. Aber die Geometrie stimmt: Rheasilvia liegt exakt zentrisch. Dasselbe gilt auch für den älteren Krater und ein zweites Grabensystem auf der Nordhalbkugel, was die Interpretation stützt. Kraterzählungen deuten an, dass Rheasilvia nur 1-2 Mrd. Jahre jung ist, während es die stark verkraterte Nordhemisphäre auf knapp 4 Mrd. Jahre bringt; diese Zahlen sind aber noch sehr vorläufig.

• Der Berg genau in der Mitte von Rheasilvia muss nicht unbedingt ein klassischer Zentralberg des Kraters sein, wofür er eigentlich zu so groß ist. Und seine Höhe (Bild 4: Profil entlang der weißen Linie, Höhen in km) ist gewaltig: 22 km, vergleichbar dem Olympus Mons auf dem Mars und höher als der höchste Berg der Erde, der Mauna Kea (vom Pazifikboden aus gemessen). Überhaupt ist die Topografie Vestas – wenn man die Krümmung mal rausrechnet – enorm, mit einer Vollamplitude von 60 km. Dabei ist Vesta auch noch überraschend farbig, und das mit einer Nord-Süd-Dichotomie: Der Süden ist Basalt (wie von den Vesta-Meteoriten her zu erwarten), der Norden hat eine mehr neutrale Farbe.

• Das gilt aber nur großflächig gesehen: Im Detail ist Vesta noch viel farbenfroher! Die Bilder 5 bis 7 des VIR-Instruments (Screenshots vom Webcast einer Pressekonferenz) zeigen einen Krater im sichtbaren Licht, im thermischen Infraroten bei 5 µm und in Völlig-Falsch-Farben, wobei R, G und B jeweils die Verhältnisse zweier Spektralbereiche zugeordnet sind: Impakte legen offenbar anders geartetes Material frei. Dies erkennt man auch auf den beiden schwarzweißen Bildern 8 und 9 aus der – im Mittel – 680 km hohen derzeitigen HAMO-Bahn, wo in einem frischen Krater helles und dunkles Material und anderswo überhaupt nur dunkles Material frei gelegt wurde. Letzteres überrascht nun sehr, pflegen Impaktejekta doch sonst immer hell zu sein.

Im 30-tägigen High Altitude Mapping Orbit – der Abstieg verlief problemlos – hat Dawn inzwischen die ersten zwei von drei Phasen abgeschlossen: Ein Umlauf dauert nun nur noch 12.3 statt 69 Stunden, und die Geschwindigkeit über dem Boden ist 135 statt 76 m/s. Zunächst schauten Dawns Instrumente 10 Orbits lang senkrecht nach unten, dann wurde gleichzeitig nach vorn und zur Seite geschaut – und inzwischen nach hinten und zur Seite. So wird dasselbe Gelände aus mehreren Richtungen erfasst und das 3D-Modell – auch im Hinblick auf eine noch größere Annäherung Anfang Dezember – weiter verfeinert. Parallel zu dieser topografischen Kartierung nimmt VIR auch weitere Spektren auf. PK während einer GSA-Tagung 12.10.2011; JPL Releases 12., 10., EPSC Release 3.10., JPL Release 30., Dawn Journal 27.9.2011; BBC 13., Nature Blog, Scientific American 4., Planetary Society Blog 3.10.2011. Und Japan Times 30.9.2011 über den ersten der drei Kinofilme über Hayabusa …

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