Благодаря данным космического аппарата NASA Dawn («Рассвет»), Церера раскрывает некоторые из своих хорошо охраняемых тайн, сообщают два новых исследования в журнале Nature. Они включают долгожданные догадки о загадочных ярких особенностях, которые обнаруживаются по всей поверхности карликовой планеты. В одном исследовании ученые определяют этот яркий материал как своего рода соль. Во втором предполагается выявление богатых аммиаком глин, поднимающее вопросы о формировании Цереры.
О ярких пятнах
На Церере больше 130 ярких областей, и большинство из них связаны с кратерами. Авторы исследования во главе с Андреасом Натуесом из Института исследований Солнечной системы Макса Планка в Геттингене, Германия, пишут, что яркий материал соответствует типу сульфата магния под названием гексагидрит. Другой тип сульфата магния на Земле известен как английская соль.
Натуес и коллеги, вооружившись снимками кадровой камеры Dawn, предполагают, что эти богатые солью районы остались после того, как водный лед сублимировался в прошлом. Падения астероидов обнажили смесь льда и соли, говорят они.
«Глобальный характер ярких пятен Цереры предполагает, что этот мир имеет подземный слой, содержащий соленый водяной лед», — говорит Натуес.
Новый взгляд на Оккатор
Поверхность Венеры, средний диаметр которой составляет 940 километров, по большей части темная — похожая по яркости на свежий асфальт, пишут авторы исследования. Светлые пятна, рассыпанные на поверхности, представляют широкий диапазон яркости, отражая до 50% солнечного света. Однако водного льда на Церере однозначно обнаружено не было; необходимы данные в высоком разрешении для уточнения этого вопроса.
Внутренняя часть кратера Оккатор содержит самые яркие материалы на Церере. Сам Оккатор 90 километров в диаметре, а его центральная яма, покрытая этим ярким материалом, шириной в 10 километров и глубиной в 0,5 километра. Темные полосы, возможно, разломы, пересекают эту яму. Остатки центрального пика, который был до 0,5 километра высотой, тоже можно разглядеть.
Со своим острым ободом и стенами, а также обильными террасами и оползневыми отложениями, Оккатор находится среди самых молодых особенностей Цереры. Ученые миссии Dawn оценивают его возраст в 78 миллионов лет.
Авторы исследования пишут, что некоторые виды Оккатора выявляют диффузный туман у поверхности, который наполняет дно кратера. Это может быть связано с наблюдениями водяного пара на Церере, которые проводила космическая обсерватория Гершеля в 2014 году. Дымка, похоже, присутствует в полуденные часы по местному времени и отсутствует на рассвете и на закате, пишут авторы. Это говорит о том, что явление напоминает активность на поверхности кометы, когда водяной пар поднимает крошечные частицы пыли и льда. Дальнейший анализ данных позволит проверить эту гипотезу и пролить свет на процесс, вызывающий эту активность.
«Научная группа Dawn все еще обсуждает эти результаты и анализирует данные, чтобы лучше понять, что происходит в Оккаторе», — говорит Крис Расселл, главный исследователь миссии Dawn.
Важность аммиака
Во втором исследовании Nature члены научной группы Dawn изучили состав Цереры и обнаружили присутствие богатых аммиаком глин. Они использовали данные видимого и инфракрасного спектрометра, устройства, которое определяет длины волн, отраженные от поверхности, и на их основе идентифицирует минералы.
Аммиачный лед сам по себе будет испаряться на Церере сейчас, потому что карликовая планета слишком теплая. Тем не менее молекулы аммиака могут стабильными, если будут сочетаться (будут химически связаны) с другими полезными ископаемыми.
Наличие аммиачных соединений повышает вероятность того, что Церера родилась не в главном поясе астероидов между Марсом и Юпитером, где находится в настоящее время, а вместо этого сформировалась во внешней Солнечной системе. Другая идея в том, что Церера образовалась близко к своей нынешней позиции, включив материалы, которые прилетели из внешней Солнечной системы — близ орбиты Нептуна, где льды азота термически стабильны.
«Присутствие аммиак-содержащих соединений предполагает, что Церера состоит из материала, который собрался в среде, богатой аммиаком и азотом. Следовательно, мы считаем, что этот материал возник во внешней холодной Солнечной системе», говорит Мария Кристина де Санктис, ведущий автор исследования из Национального института астрофизики в Риме.
Сравнивая спектр отраженного света от Цереры и метеоритов, ученые обнаружили некоторое сходство. В частности, со спектром — химическими отпечатками — углистых хондритов, богатых углеродом метеоритов, которые считаются подходящим аналогом для карликовой планеты. Но совпадения наблюдаются не со всеми длинами волн, которые собрали инструменты, отмечают ученые. В частности, были отличительные полосы поглощения, соответствующие смесям, насыщенным аммиачными минералами, связанными с длинами волн, которые не могут наблюдаться с помощью наземных телескопов.
Ученые отметили еще одно отличие в том, что эти углистые хондриты содержат от 15 до 20 процентов воды, тогда ее содержание на Церере составляет до 30 процентов.
«Возможно, Церера сохранила больше летучих веществ, чем эти метеориты, или могла вытянуть воду из богатых летучими веществами материалов», — говорит де Санктис.
Исследование также показывает, что дневные температуры поверхности на Церере колеблются от -93 до -32 градусов по Цельсию. Максимальные температуры были измерены в экваториальном регионе. Температуры на экваторе и рядом в общем слишком высоки, чтобы поддерживать существование льда на поверхности долгое время, говорят авторы, но это должны уточнить будущие данные с Dawn.
