Heißes Eis auf Quaoar

Quaoar, der größte Kleinplanet im Kuiper-Gürtel jenseits des Planeten Neptun, ist womöglich vulkanisch aktiv. David Jewitt vom Institute of Astronomy auf Hawaii und Jane Luu vom Massachusetts Institute of Technology berichten in der Zeitschrift Nature (Bd. 432, S. 681 u. 731), dass sie auf dem fernen Planetoiden kristallines Wassereis und Ammoniumhydrat entdeckt haben. Diese Stoffe können sich nur bei höheren Temperaturen bilden als derzeit auf Quaoars Oberfläche herrschen.

Quaoar ist 43-mal so weit von der Sonne entfernt wie die Erde. Er gehört zu einer Gruppe von Tausenden von kleinen Eiskörpern, die jenseits des Planeten Neptun in der gleichen Ebene wie die Planeten ihre Bahn um die Sonne ziehen. Mit einem Durchmesser von 1260 Kilometern ist Quaoar etwa halb so groß wie Pluto und der bislang größte unter diesen Kleinplaneten.

Da Quaoar und die anderen Kuipergürtel-Objekte nur sehr schwach leuchten, ist es für Planetenforscher schwierig, etwas über ihre Zusammensetzung herauszufinden. Daher nahmen Jewitt und Luu ein Spektrum im infraroten Bereich des Lichts mit dem Subaro-Teleskop auf. Quaoars Abstrahlung ähnelt weniger der des kleinsten Planeten Pluto, sondern eher der seines Mondes Charon, stellten die Forscher fest. Anzeichen für Kohlendioxid- und Methaneis, die auf Plutos Oberfläche offenbar vorhanden sind, fehlen bei Quaoar. Stattdessen entdeckten die Forscher Absorptionsbänder, die von kristallinem Wassereis und Ammoniumhydrat hervorgerufen werden.

Diese Stoffe können sich allerdings nicht bei einer Temperatur um 50 Grad über dem absoluten Nullpunkt gebildet haben, wie sie zurzeit auf Quaoars Oberfläche herrscht. Bei solch niedrigen Temperaturen ordnen sich Wassermoleküle nicht zu einem Kristallgitter, sondern bilden so genanntes amorphes Eis ohne Kristallstruktur. Laborexperimente deuten darauf hin, dass kristallines Eis erst ab einer Temperatur von 110 Grad über dem absoluten Nullpunkt ? das entspricht etwa minus 160 Grad Celsius ? entstehen kann. Sowohl kristallines Wassereis als auch Ammoniumhydrat werden an der Oberfläche von Quaoar zudem durch das Bombardement der kosmischen Strahlung innerhalb von zehn Millionen Jahren zerstört.

Die Forscher folgern daraus, dass die beiden Stoffe entweder im Innern des Planetoiden entstanden sind und vom Einschlag eines anderen Kleinkörpers freigelegt wurden, oder es gibt auf Quaoar Eisvulkane: Der Zerfall radioaktiver Stoffe könnte Quaoar im Innern bis auf minus 70 Grad Celsius aufgeheizt haben, so sich eine Schmelze aus einem Drittel Ammoniak und zwei Drittel Wasser bilden konnte. Dieses Gemisch war leichter als das umgebende Material und bahnte sich durch Spalten einen Weg an die Oberfläche. Bei den dort herrschenden frostigen Temperaturen kristallisierte die Eislava zu Wassereis und Ammoniumhydrat aus.
Ob diese Theorie wirklich stimmt, sollen bald Beobachtungen des Infrarot-Weltraumteleskops Spitzer zeigen.

Ute Kehse