6K
На первый взгляд, Церера, крупнейшее тело Главного пояса астероидов, совсем не содержит льда. Изображения «Dawn» раскрыли темный, испещренный кратерами мир, яркие области которого состоят из солей с высокой отражающей способностью. Тем не менее, недавно опубликованные исследования ученых миссии показали два набора доказательств нахождения льда на поверхности карликовой планеты или на небольшой глубине.
«Исследования подтверждают идею, что лед отделился от камней начале истории Цереры, образовав богатый льдом слой коры, а также то, что лед остался на поверхности. Находя тела, которые были богаты водой в далеком прошлом, мы можем обнаружить подсказки относительно того, где жизнь могла существовать в ранней Солнечной системе», – говорит Кэрол Рэймонд, заместитель главного исследователя миссии «Dawn» из Лаборатории реактивного движения NASA.
Лед повсюду на Церере
Согласно новому исследованию, опубликованному в журнале Science, поверхность Цереры богата водородом, при этом наибольшая его концентрация в средних и высоких широтах, что соответствует значительным регионам водяного льда. «На Церере лед не локализован в нескольких кратерах. Он повсюду, и чем выше широта, тем он ближе к поверхности», – говорит Томас Преттимен, главный исследователь инструмента GRaND зонда «Dawn» из Планетологического института США в Тусоне.
Исследователи использовали прибор GRaND для определения концентрации водорода, железа и калия в верхнем метре поверхности Цереры. GRaND измеряет количество и энергию гамма-лучей и нейтронов, исходящих от Цереры. Нейтроны производятся, когда галактические космические лучи взаимодействуют с поверхностью карликовой планеты. Некоторые нейтроны поглощаются поверхностью, в то время как другие покидают ее. Поскольку водород замедляет нейтроны, меньшее количество отрывается от поверхности. На Церере водород, вероятно, присутствует в виде замороженной воды. Исследователи обнаружили, что лед заполняет свободные места в пористой каменной породе. Данные GRaND показали, что массовая доля льда в ней составляет 10%.
«Результаты подтверждают прогнозы, сделанные почти три десятилетия назад, что лед может сохраняться в течение миллиардов лет только под поверхностью Цереры. Доказательства усиливают аргументы в пользу наличия приповерхностного водяного льда на других астероидах Главного пояса», – сказал Томас Преттимен.
Ключи к недрам Цереры
Концентрация железа, водорода, калия и углерода является еще одним доказательством, что верхний слой материала, покрывающего Цереру, был изменен жидкой водой из ее глубин. Ученые предполагают, что распад радиоактивных элементов производил тепло, которое запустило процесс, отделяющий скалистые внутренности от ледяной оболочки. Разделение льда и камня приводило к различиям в химическом составе поверхности и недрах Цереры.
Лед в вечной темноте
Второе исследование под руководством Томаса Платца из Института Макса Планка по исследованию Солнечной системы (Германия), опубликованное в журнале Nature Astronomy, сосредоточилось на вечно затененных кратерах в северном полушарии Цереры. Ученые внимательно изучили сотни холодных, темных кратеров, называемых «холодными ловушками», температура которых ниже -160 градусов Цельсия. Там настолько холодно, что очень мало льда превращается в пар в течение миллиарда лет. Исследователи обнаружили залежи яркого материала в 10 из этих кратеров. В одном из них, который частично освещен Солнцем, инфракрасный картографический спектрометр «Dawn» подтвердил наличие льда.
Это говорит о том, что лед мог сохраниться в темных кратерах. Лед в холодных ловушках ранее был замечен на Меркурии и на Луне. Все эти тела имеют небольшие наклоны оси вращения, так что их полюса очень холодны и усыпаны постоянно затененными кратерами. «Нам весьма интересно, как этот лед туда попал и как ему удалось остаться так надолго. Он мог возникнуть при зарождении коры Цереры или прибыть из космоса», – сказал соавтор исследования Норбер Шоргхофер из Гавайского университета (США).
Вне зависимости от происхождения молекулы воды на Церере имеют возможность двигаться из более теплых регионов к полюсам. Те из них, которые оставляют поверхность из-за слабой атмосферы, частично падают обратно на Цереру и приземляются в холодных ловушках, где в итоге накапливаются.
Яркие пятна получили имена
При этом яркая область Цереры в северном полушарии, кратер Occator, блестит не из-за льда, а в связи с высокой отражающей способностью солей. Новое видео, сформированное Германским центром авиации и космонавтики (DLR) в Берлине, имитирует полет вокруг кратера. Центральная светлая область Occator недавно получила название Cerealia Facula, а часть к востоку от центра называется Vinalia Facula.
«Уникальное строение Occator, возможно, сформировалось в результате комбинации процессов, которые мы в настоящее время изучаем. Воздействие, создавшее кратер, могло вызвать подъем жидкости из недр Цереры, которая осталось под солями», – заключил Ральф Джоманн, планетарный ученый и соисследователь миссии «Dawn» в DLR.