Ceres: mažiausia ir artimiausia nykštukinė planeta

Menininkas

Menininko Cereso iliustracija, pagrįsta žemėlapiais ir NASA erdvėlaivio „Dawn“ stebėjimais, šiuo metu skriejančiais aplink nykštukinę planetą Asteroido juostoje. (Vaizdo kreditas: SO/L.Calçada/NASA/JPL-Caltech/UCLA/MPS/DLR/IDA/Steve Albers/N. Risinger ( skysurvey.org ))





Cerera yra nykštukinė planeta, vienintelė, esanti Saulės sistemos vidiniuose telkiniuose; likusi dalis yra išoriniuose kraštuose, Kuiperio juostoje. Nors tai yra mažiausia iš žinomų nykštukinių planetų, tai yra didžiausias asteroido juostos objektas.

Skirtingai nuo kitų uolėtų kūnų asteroido diržas , Ceresas yra įstrižas sferoidas, suapvalintas sukimosi iškilimu aplink pusiaują. Mokslininkai mano, kad Ceresas gali turėti vandenyną ir galbūt atmosferą. Neseniai atvykęs zondas atskleidė kai kurias nykštukinės planetos paslaptis, tačiau kitos lieka paslėptos. [Žiūrėti daugiau nykštukinės planetos Ceres nuotraukų]

Ryškios vietos ir vieniši kalnai

2015 m. Kovo 6 d. NASA erdvėlaivis „Dawn“ tapo pirmuoju zondu, skriejusiu aplink du Saulės sistemos kūnus. Palikusi asteroidą „Vesta“, Aušra išvyko į Ceresą - ledinį pasaulį, kuris daugelį metų kankino mokslininkus. Nors dauguma asteroidų yra pagaminti iš uolienų, Ceresas atskleidė užuominų, kad nuo 1991 m. Jo paviršiuje gali būti vandens, nors šios užuominos nepatvirtintos daugiau nei 20 metų.



Didžioji paviršiaus dalis yra nuobodžiai pilka. Spektriniai Cereso stebėjimai atskleidė grafito formos, žinomos kaip grafitizuota anglis .

„Jis netapo tinkamu grafitu“, - „guesswhozoo.com“ sakė Amanda Hendrix, Arizonos planetos mokslo instituto vyresnioji mokslininkė. Bet tai arti.

Aušrai priartėjus prie milžiniško asteroido, jo paviršiuje ryškėjo ryški dėmė. Stebėjus Cererą, planetoje rasta 130 panašių įvairaus ryškumo dėmių. Cereros paviršius paprastai atspindi atspindį kaip ką tik išlietas asfaltas, o dėmės svyravo nuo blyškaus betono blizgesio iki stulbinančio Žemės vandenynuose plūduriuojančio ledo ryškumo. Ryškiausias regionas yra 56 mylių pločio (90 kilometrų) Occator krateris, kuriame yra garsiausios spindinčių dėmių kolekcijos Cereso paviršiuje.



Ankstyvosios spėlionės dėl dėmių apėmė ledo ugnikalnių atsiradimą nykštukinėje planetoje. Tačiau iš paviršiaus kyla tik vienas „vienišas kalnas“. Piramidės formos kalnas pakyla į 21 120 pėdų (6437 metrų) aukštį. 4 mylių aukščio kalnas stovi vienišas, be jokių vulkaninės ar kitos geologinės veiklos įrodymų, rodančių jo mįslingą kilmę.

Nors tiriant dėmeles iš pradžių buvo rasta hidratuotų magnio sulfatų, tų pačių medžiagų, kurios sudaro Epsom druską, parašų Žemėje, tolesnis tyrimas atskleidė cheminius natrio karbonato parašus. Susidariusi iš anglies, Žemėje medžiaga dažnai paliekama, kai vanduo išgaruoja, o tai rodo, kad druskos susidarė vandeningomis sąlygomis po pluta. Dauguma šviesių regionų yra susiję su krateriais, o tai rodo, kad jų susidarymas gali būti susijęs su poveikiu. Šios išvados siejasi su ankstesniu supratimu apie nykštukinės planetos susidarymą.

Cereso bruožai yra pavadintos žemės ūkio dvasiomis ir dievais, o Tarptautinė astronomijos sąjunga jas patvirtino 2015 m. Ceres pati buvo pavadinta romėnų kukurūzų ir derliaus deivės vardu.



Kažkada šlapias pasaulis

Cerera gali atrodyti sausa ir pilka, bet tikriausiai ji laikėsi a skystas vandenynas savo praeityje. Dawn panaudojo savo nykštukinės planetos masę savo gravitacijos laukui nustatyti. Kartu su ledinių paviršių stebėjimais stebėjimai atskleidžia plutos vandenyno pėdsakus, o po paviršiumi yra purvinos mantijos požymių.

Cereros tankis yra 2,09 gramo kubiniame centimetre, todėl mokslininkai daro išvadą, kad maždaug ketvirtadalis jo svorio yra vanduo. Tai duotų nykštukinės planetos daugiau gėlo vandens, nei yra Žemėje. Palyginimui, Žemės tankis yra 5,52 gramo kubiniame centimetre. Dar prieš aušrai apsilankant nykštukinėje planetoje, mokslininkai jau įtarė, kad ji gali paslėpti skystą ar užšalusį vandenyną; apsilankęs palydovas padėjo pasinerti į paslaptis, slypinčias po planetos paviršiumi.

Mokslininkai mano, kad vanduo-ledas yra nykštukinės planetos mantija. Manoma, kad plona, ​​dulkėta pluta susideda iš uolienos, o uolėta vidinė šerdis yra centre. Spektriniai Cereso stebėjimai iš Žemės atskleidžia, kad paviršiuje yra daug geležies turinčių molių. Panašiai buvo rasti ir karbonatų požymiai, todėl Cereras yra vienas iš vienintelių Saulės sistemos kūnų, kuriame yra šių mineralų, kiti du yra Žemė ir Marsas. Karbonatai, suformuoti proceso, apimančio šilumą ir vandenį, laikomi gerais potencialiais gyvenamumo rodikliais. [ Gyvenimo paieškos Marse (nuotraukų laiko juosta)

„To mes nesitikėjome“, - 2016 m. „guesswhozoo.com“ sakė Chrisas Russellas, pagrindinis „Dawn“ tyrėjas ir planetos mokslininkas Kalifornijos universitete, Los Andžele. vieta interjere, todėl ji labiau panaši į Žemę, kai ji gali pakeisti viduje esančią chemiją “.

Druskos sumažintų plutoje paslėpto vandens užšalimo temperatūrą, neleisdama jam užšalti taip greitai, kaip tai gali padaryti grynas vanduo.

Kai dideli kūnai atsitrenkia į Cererą, jie gali išgriebti plutos sritį, įsipjovę į apledėjusią mantiją ir palikti ledą arčiau paviršiaus. Kai saulės šviesa šildo išorinį sluoksnį, ledas gali virsti kietu pavidalu į dujas, vadinamą sublimacija.

2014 m. Europos kosmoso agentūros Herschelio kosmoso observatorija aptiko iš nykštukinės planetos sklindančius vandens garus 13 svarų greičiu. (6 kilogramai) per sekundę.

„Tai pirmasis aiškus vandens aptikimas Ceresoje ir apskritai asteroido juostoje“ Michaelas Küppersas 2014 m. „guesswhozoo.com“ sakė Europos kosmoso agentūros atstovė Villanueva de la Cañada, Ispanija. „Küppers“ vadovavo „Nature“ pasirodžiusių garų tyrimui.

Tačiau ne visas vanduo yra paslėptas po paviršiumi. Aušra mažame pasaulyje atskleidė augančius ledo ir mineralų lopus, susijusius su skystu vandeniu.

Italijos nacionalinio astrofizikos instituto (INAF) tyrinėtojas Andrea Raponi ant Julingo kraterio grindų rado vis didėjantį ledo pleistrą, išgraibstytą netoli vidutinių platumų. Antroji komanda, vadovaujama Filippo Giacomo Carrozzo, taip pat INAF, atskleidė dirvožemio pokyčius, kurie, jų manymu, yra susiję su karbonatais.

„Tas pats procesas gali vykti ir Džulingo kraterio grindyse, papildant vandenį po dirvožemiu, kuris sublimuoja ir iš dalies kondensuojasi ant šaltos sienos“, - sakė Raponi guesswhozoo.com.

„Du darbai rodo, kad šiuo metu Cereso paviršiuje yra vandens ir jo paviršiuje atsiranda geologinių bei mineraloginių pokyčių“, - sakė jis.

Šios dėmės gali keistis, kai planeta pakrypsta tūkstančius metų. Cereso posvyris, palyginti su jo orbita, per 24 500 metų pasikeičia nuo 2 laipsnių iki maždaug 20 laipsnių, palyginti astronomiškai. Tai gali sukelti dramatiškus svyravimus, kai krateriai ilgą laiką gali toliau slėpti vandenį. Šiuo metu, nors Cereros pasvirimas yra beveik minimalus, dideli žemės plotai aplink polius negauna tiesioginių saulės spindulių. Tačiau prieš 14 000 metų, kai Ceresas buvo maksimaliai pakreiptas, šie regionai susitraukė, palikdami tik keletą sričių, kuriose ledas galėjo slėptis visą pamainą.

„Idėja, kad ledas Cerere galėtų išlikti ilgą laiką, yra svarbi, nes mes ir toliau rekonstruojame nykštukinės planetos geologinę istoriją, įskaitant tai, ar ji išskiria vandens garus“,-sakė tyrimo bendraautorė ir „Dawn“ vyriausiojo tyrėjo pavaduotoja Carol Raymond , taip pat JPL, a pareiškimas .

Aušra taip pat atrado paviršių, kuriuose gausu organinių medžiagų, ir nustatė, kad jie greičiausiai yra kilę iš nykštukinės planetos. Erdvėlaivio duomenys rodo, kad organinės medžiagos greičiausiai buvo pristatytos į paviršių iš nykštukinės planetos vidaus.

„Šis lokaliai didelės organinių medžiagų koncentracijos atradimas yra intriguojantis, turintis platų poveikį astrobiologijos bendruomenei“, - sakė dr. Simone Marchi, Pietvakarių tyrimų instituto vyresnioji mokslininkė. pareiškimas . „Ceres turi įrodymų apie amoniaką turinčius hidratuotus mineralus, vandens ledą, karbonatus, druskas ir dabar organines medžiagas. Su šia nauja išvada „Dawn“ parodė, kad „Ceres“ yra pagrindiniai ingredientai visam gyvenimui “.

Manoma, kad Cerese yra plonas išorinis dulkių ir uolienų sluoksnis virš ledinio sluoksnio.

Manoma, kad Cerese yra plonas išorinis dulkių ir uolienų sluoksnis virš ledinio sluoksnio.(Vaizdo kreditas: NASA/ESA/STScI)

Istorija ir atradimai

XVIII amžiaus pabaigoje astronomai matematiškai numatė planetos tarp Marso ir Jupiterio buvimą, nekantriai pasukdami savo teleskopus į regioną, ieškodami dingusio kūno. 1801 m. Sausio 1 d. Sicilijos astronomas Giuseppe Piazzi atrado tai, kas tuomet buvo laikoma planeta, ir pavadino ją Cerera romėnų deivei.

Per dešimtmetį tame pačiame regione buvo aptikti keturi nauji objektai, visi taip pat laikomi planetomis. Praėjo beveik 50 metų, kol tarp Marso ir Jupiterio - asteroido juostos sudedamųjų dalių - buvo rasti mažesni kūnai, o Cerera buvo sumažinta iki asteroido statuso.

2006 m. Ceresas buvo pakeltas į nykštukinės planetos statusą; ji nepasiekė visiško planetos statuso, nes nesugebėjo gravitaciniu būdu išvalyti savo kaimynystės nuo šiukšlių, nors dažnai išsaugo ir savo klasifikaciją kaip asteroidas. [ Infografika: nykštukinės planetos Saulės sistemoje ]

Didžiausias asteroido juostos objektas Ceresas sudaro beveik trečdalį jo masės. Nepaisant to, ji išlieka mažiausia žinoma nykštukinė planeta, kurios skersmuo yra tik 590 mylių (950 km) - maždaug Teksaso dydžio. Viena diena Cerese trunka šiek tiek daugiau nei 9 Žemės valandas, o aplink Saulę-4,6 Žemės metų.

Dėl artimo Cereso masės ir mažos masės kai kurie mokslininkai leido manyti, kad ji galėtų būti potenciali pilotuojamų žmonių iškrovimo vieta ir pilotuojamų giliųjų kosmoso misijų pradžios taškas.

Žemė sukelia žemės drebėjimus

Žemės vandens šaltinis?

Skirtingai nuo daugelio asteroidų juostos, Cerese yra daug ledo. Tai gali reikšti, kad panašūs pasauliai ankstyvojoje Saulės sistemoje galėjo būti atsakingi už vandens tiekimą į Žemę.

Pagal dabartinius Saulės sistemos modelius Žemė pirmiausia būtų suformuota uolėta. Bet koks vanduo, kurį jis laikė savo paviršiuje, būtų išgaravęs, kai su juo susidūrusi didelė protoplaneta sudarytų mėnulį. Ilgą laiką mokslininkai manė, kad kometos galėjo pristatyti vandenį į reformuotą Žemę, kai jos susidūrė su jos paviršiumi. Tačiau kometą tiriantys zondai parodė, kad ledinėse uolienose nėra tinkamo vandens, kad jų broliai ir seserys būtų atsakingi už šiuos pristatymus. Nauji tyrimai parodė objektus, žinomus kaip pagrindiniai diržo asteroidai, uolos ir lediniai Cereros kaimynai.

„Ketvirtadalis Cereros masės yra vanduo, o trys ketvirtadaliai - uola“, - sakė Russellas „guesswhozoo.com“ 2015 m.

„Jei tik keli Ceres tipo kūnai susidurtų su žeme, galime paaiškinti, iš kur vanduo atsirado“.

Papildomi resursai

Sekite Nola Taylor Redd adresu @NolaTRedd , Facebook , arba „Google+“ . Sekite mus adresu @Spacedotcom , Facebook arba „Google+“ .