Почему ученым так интересна Церера? Все о планете, на которой активно ищут жизнь

Чем особенна Церера?

Карликовая планета или огромной астероид?

Карликовая планета Церера — самый большой объект в поясе астероидов между Марсом и Юпитером и единственная карликовая планета, расположенная во внутренней части Солнечной системы. Когда в 2015 году прибыла миссия НАСА «Рассвет» (Dawn), Церера стала первой карликовой планетой, которую посетил космический корабль.

Называемая астероидом в течение многих лет, Церера настолько больше и настолько отличается от своих скалистых соседей, что в 2006 году ученые классифицировали ее как карликовую планету. Хотя Церера составляет 25% от общей массы пояса астероидов, крошечный Плутон все же в 14 раз больше и массивнее ее.

Самый короткий световой день во всей Солнечной системе и нет времен года

Церере требуется 1 682 земных дня, или 4,6 земных года, чтобы совершить один оборот вокруг Солнца. Поскольку она вращается вокруг Солнца, то совершает один оборот каждые 9 часов, что делает ее световой день одним из самых коротких в Солнечной системе.

Ось вращения Цереры наклонена всего на 4 градуса по отношению к плоскости ее орбиты вокруг Солнца. Это означает, что она вращается почти идеально вертикально и не подвержена временам года, как другие более наклоненные планеты.

Планета-зародыш, которой помешал сосед

Церера образовалась вместе с остальной частью Солнечной системы около 4,5 млрд лет назад, когда гравитация втянула в себя закрученный газ и пыль, превратившись в маленькую карликовую планету. Ученые описывают Цереру как «зародышевую планету» — она начала формироваться, но этот процесс не успел закончиться. Сильная гравитация соседнего Юпитера помешала ему стать полностью сформированной планетой. Около 4 млрд лет назад Церера обосновалась на своем нынешнем месте среди остатков планетных образований в поясе астероидов между Марсом и Юпитером.

Есть ли потенциал для жизни на Церере?

Церера больше похожа на планеты земной группы (Меркурий, Венеру, Землю и Марс), чем на своих соседей-астероидов, но она намного менее плотна. Одно из сходств — многослойная структура, но слои не так четко определены. У нее, вероятно, твердое ядро ​​и мантия из водяного льда. Фактически Церера может состоять на 25% из воды. Если это так, на ней больше воды, чем на Земле. Кора каменистая и пыльная, с большими отложениями соли. Соли на Церере не похожи на поваренную соль (хлорид натрия), а состоят из других минералов, таких как сульфат магния.

Церера покрыта бесчисленным множеством маленьких молодых кратеров, но ни один из них не превышает 280 км в диаметре. Это удивительно, учитывая, что карликовая планета должна быть поражена многочисленными крупными астероидами за время своей жизни 4,5 млрд лет.

Отсутствие кратеров может быть связано со слоями льда прямо под поверхностью. Элементы поверхности могут со временем сгладиться, если лед или другой материал с более низкой плотностью, например, соль, находится чуть ниже поверхности. Также возможно, что в прошлом гидротермальная активность, такая как ледяные вулканы, стерла некоторые большие кратеры.

В некоторых кратерах Цереры есть области, которые всегда находятся в тени. Возможно, что без прямого солнечного света в этих «холодных ловушках» может оставаться водяной лед в течение длительного времени.

У Цереры очень тонкая атмосфера, и есть доказательства, что она содержит водяной пар. Пар может производиться ледяными вулканами или сублимацией льда у поверхности (переходом из твердого состояния в газ).

Церера — одно из немногих мест в нашей Солнечной системе, где ученым интересно искать возможные признаки жизни. У нее есть то, чего нет на многих других планетах: вода. Здесь, на Земле, вода необходима для жизни, поэтому вполне возможно, что при наличии этого ингредиента и некоторых других условий там могла бы существовать жизнь. Живые существа на Церере, если они вообще есть, вероятно, будут очень маленькими микробами, похожими на бактерии. И хотя сегодня на ней может не быть живых существ, могут быть признаки того, что на ней была жизнь в прошлом.

Что нашли ученые?

Космический корабль НАСА «Рассвет» дал ученым необычный вид крупным планом карликовой планеты Церера. К моменту завершения миссии в октябре 2018 года орбитальный аппарат опустился на высоту менее 35 км над поверхностью, открывая четкие детали загадочных ярких областей, которыми стала известна Церера.

Ученые выяснили, что яркие участки представляют собой отложения, состоящие в основном из карбоната натрия — соединения натрия, углерода и кислорода. Скорее всего, они возникли из жидкости, которая просочилась на поверхность и испарилась, оставив после себя сильно отражающую соляную корку. Но они еще не определили, откуда взялась эта жидкость.

Проанализировав данные, собранные ближе к концу, ученые миссии «Рассвет» пришли к выводу, что жидкость поступила из глубокого резервуара с «рассолом» или водой, обогащенной солью. Изучая гравитацию Цереры, ученые узнали больше о внутренней структуре карликовой планеты и смогли определить, что резервуар с рассолом имеет глубину около 40 км. Ширина же его составляет сотни километров.

Церера не получает выгоды от внутреннего нагрева, вызванного гравитационным взаимодействием с большой планетой, как в случае с некоторыми ледяными лунами внешней Солнечной системы. Но новое исследование, которое фокусируется на оккаторном кратере Цереры 92 км, где находятся самые обширные яркие области, подтверждает, что Церера — это богатый водой мир, как и эти другие ледяные тела.

Результаты, которые также показывают степень геологической активности в кратере Оккатор, опубликованы 10 августа в журналах Nature Astronomy, Nature Geoscience и Nature Communications.

Dawn совершила гораздо больше, чем мы надеялись, когда приступила к своей необычной внеземной экспедиции. Эти захватывающие новые открытия после завершения долгой и продуктивной миссии — прекрасная дань уважения этому замечательному межпланетному исследователю.

Директор миссии Марк Рэйман из Лаборатории реактивного движения НАСА в Южной Калифорнии

Наблюдения астрономов до «Рассвета»

Задолго до того, как миссия «Рассвет» прибыла на Цереру в 2015 году, ученые заметили в телескопы диффузные яркие области, но их природа была неизвестна. Со своей близкой орбиты «Рассвет» сделал снимки двух отдельных сильно отражающих областей в кратере Оккатор, которые впоследствии были названы Cerealia Facula и Vinalia Faculae (Faculae означает светлые участки).

Ученые знали, что микрометеориты часто атакуют поверхность Цереры, нанося ей неровности и оставляя обломки. Со временем такие действия должны затемнить эти яркие области. Таким образом, их яркость указывает на то, что они, вероятно, молоды. Попытка понять источник областей и то, как материал может быть таким новым, была основной целью последней расширенной миссии «Рассвет» с 2017 по 2018 годы.

Исследование не только подтвердило, что яркие участки молодые — некоторым менее 2 млн лет. Также благодаря миссии ученые обнаружили, что геологическая активность, приводящая к появлению этих участков-месторождений, может продолжаться. 

На поверхности Цереры соли, несущие воду, быстро обезвоживаются за сотни лет. Но измерения миссии «Рассвет» показывают, что в них все еще есть вода, поэтому жидкости, должно быть, достигли поверхности совсем недавно. Это свидетельствует как о присутствии жидкости ниже области кратера Оккатор, так и о продолжающемся переносе материала из глубоких недр на поверхность.

Ученые обнаружили два основных пути, по которым жидкости могут достигать поверхности.

Для крупного месторождения в Cerealia Facula основная часть солей поступала из слякоти прямо под поверхностью, которая была расплавлена ​​теплом удара, образовавшего кратер около 20 млн лет назад. Воздействие тепла спало через несколько миллионов лет; однако удар также создал большие трещины, которые могли достичь глубокого, долгоживущего коллектора, позволяя рассолу продолжать просачиваться на поверхность.

Кэрол Реймонд, главный исследователь миссии «Рассвет»

Активная геология: недавнее и необычное

В нашей Солнечной системе ледяная геологическая активность происходит в основном на ледяных лунах, где она обусловлена ​​их гравитационным взаимодействием с их планетами. Но это не относится к движению рассолов к поверхности Цереры, это позволяет предположить, что другие крупные тела, богатые льдом, не являющиеся лунами, также могут быть активными.

Некоторые свидетельства движения жидкостей в кратере Оккатор становятся открытыми из-за ярких отложений на поверхности, но другие подсказки приходят из большого количества интересных конических холмов, напоминающих пинго на Земле — небольших ледяных гор в полярных регионах, образованных замороженными подземными водами под давлением. Такие особенности были замечены на Марсе, но их открытие на Церере знаменует собой первый случай их наблюдения на карликовой планете.

В более крупном масштабе ученые смогли отобразить плотность структуры коры Цереры как функцию глубины — впервые для богатого льдом планетарного тела. Используя измерения силы тяжести, они обнаружили, что плотность коры Цереры значительно увеличивается с глубиной, что выходит за рамки простого воздействия давления. Исследователи пришли к выводу, что в то время как резервуар Цереры замерзает, соль и ил проникают в нижнюю часть коры.

Читать также

Искатель сокровищ нашел клад в Шотландии, которому 3000 лет

Метеорный поток Персеиды — 2020: где его увидеть, куда смотреть и как сделать фото

Посмотрите на 3D-карту Вселенной: ее составляли 20 лет и она уже удивила ученых