Будучи единственным по величине телом в поясе астероидов, Церера уже давно привлекает астрономов. Помимо того, что он является единственным астероидом, достаточно большим, чтобы округляться под действием собственной силы тяжести, он также является единственной малой планетой, которая находится на орбите Нептуна. И с приходом рассвет Исследуя Цереру в марте 2015 года, мы получили постоянный поток научных находок об этой протопланете.
Последняя находка, которая стала неожиданностью, связана с составом планеты. Вопреки тому, что ранее предполагалось, новые данные показывают, что у Цереры есть большие отложения водяного льда около его поверхности. Это и другие данные свидетельствуют о том, что под своей каменистой, ледяной поверхностью Церера имеет залежи жидкой воды, которые могли бы сыграть важную роль в ее эволюции.
Эти доказательства были представлены на собрании Американского геофизического союза 2016 года, которое началось в понедельник, 12 декабря, в Сан-Франциско. На тысячах семинаров, в которых подробно рассказывалось о самых крупных открытиях, сделанных за последний год в области космических и земных наук, включая обновления миссии Curiosity, члены команды Dawn поделились результатами своих исследований, которые недавно были опубликованы в Наука.
Исследовательская группа, озаглавленная «Обширный водяной лед в водно-измененном реголите Цереры: данные ядерной спектроскопии», подробно описывает, как данные собираются рассвета Детектор гамма-излучения и нейтронов (GRaND) определил концентрации водорода, железа и калия в корке Цереры. При этом он смог наложить ограничения на содержание льда на планете и на то, как поверхность, вероятно, была изменена жидкой водой внутри Цереры.
Короче говоря, прибор GRaND обнаружил высокие уровни водорода в самой верхней структуре Цереры (10% по массе), которая наиболее заметно проявлялась в средних широтах. Эти показания соответствовали широким просторам водяного льда. Данные GRaND также показали, что вместо того, чтобы состоять из твердого слоя льда, лед, вероятно, принял форму пористой смеси каменистых материалов (в которых лед заполняет поры).
Ранее считалось, что лед существует только в определенных кратериальных областях Цереры, и считалось, что он является результатом воздействия, вызвавшего осаждение водяного льда в течение долгой истории Цереры. Но, как сказал в пресс-релизе НАСА Томас Симпатин - главный исследователь инструмента Dawn GRaND, ученые теперь переосмысливают эту позицию:
«На Церере лед не просто локализован для нескольких кратеров. Это везде и ближе к поверхности с более высокими широтами. Эти результаты подтверждают прогнозы, сделанные почти три десятилетия назад, что лед может выжить в течение миллиардов лет под поверхностью Цереры. Доказательства подтверждают наличие поверхностного водяного льда на других основных астероидах пояса ».
Концентрации железа, калия и углерода, обнаруженные прибором GRaND, также подтверждают теорию о том, что поверхность Цереры была изменена жидкой водой внутри. По сути, ученые предполагают, что распад радиоактивных элементов в Церере создал достаточно тепла, чтобы заставить структуру протопланеты различать скалистую внутреннюю часть и ледяную внешнюю оболочку, что также позволило минералам, подобным наблюдаемым, осаждаться на поверхности.
Аналогичным образом, во втором исследовании, проведенном исследователями из Института солнечных исследований им. Макса Планка, были изучены сотни кратеров с постоянной тенью, расположенных в северном полушарии Цереры. Согласно этому исследованию, которое недавно появилось в Астрономия природыэти кратеры являются «холодными ловушками», где температура падает до менее чем 11 ° К (-163 ° С; -260 ° F), предотвращая тем самым превращение всего пара, кроме крошечного количества льда, в пары и утечку.
В десяти из этих кратеров команда исследователей обнаружила залежи яркого материала, напоминающие рассвет пятнистый в кратере Оккатор. И в той, которая была частично освещена солнцем, рассвета инфракрасный картографический спектрометр подтвердил наличие льда. Это говорит о том, что водный лед хранится в более темных кратерах Цереры способом, аналогичным тому, что наблюдалось вокруг полярных областей как Меркурия, так и Луны.
Откуда взялась эта вода (то есть была ли она отложена метеорами), остается загадкой. Но независимо от этого, это показывает, что молекулы воды на Церере могут перемещаться из более теплых средних широт в более холодные, более темные полярные регионы. Это придает дополнительный вес теории, что у Цереры может быть слабая атмосфера водяного пара, что было предложено еще в 2012-13 годах на основе данных, полученных Космической обсерваторией Гершеля.
Все это приводит к тому, что Церера является водной и геологически активной протопланетой, которая может дать представление о том, как существовала жизнь миллиарды лет назад. Как объяснила Кэрол Рэймонд, заместитель главного следователя миссии «Рассвет», в пресс-релизе НАСА:
«Эти исследования подтверждают идею, что лед отделялся от породы в начале истории Цереры, образуя слой коры, богатый льдом, и что лед оставался у поверхности на протяжении всей истории Солнечной системы. Найдя тела, которые были богаты водой в далеком прошлом, мы можем обнаружить подсказки относительно того, где жизнь могла существовать в ранней солнечной системе ».
Еще в июле Dawn начал свою расширенную фазу миссии, которая состоит в том, что он проводит еще несколько орбит Цереры. В настоящее время он летит по эллиптической орбите на расстоянии более 7200 км (4500 миль) от протопланеты. Ожидается, что космический корабль будет работать до 2017 года, оставаясь вечным спутником Цереры до конца.
