Ceres, o średnicy prawie 1000 km (620 mil), jest największym ciałem w pasie asteroid. W latach 2015-2018 napędzany jonami statek kosmiczny Dawn odwiedził planetę karłowatą, szukając wskazówek, które pomogą nam zrozumieć, jak powstał nasz Układ Słoneczny. Ceres jest pierwszą planetą karłowatą, jaką kiedykolwiek odwiedził statek kosmiczny.
Teraz, gdy naukowcy pracowali z danymi z Dawn, zaczynamy widzieć, jak niezwykły jest Ceres. Jednym z najbardziej szokujących odkryć Dawn jest wulkan Ahuna Mons, funkcja, która wydaje się nie na miejscu w tym małym świecie. Teraz naukowcy z niemieckiego centrum kosmicznego (DLR) odkryli, jak ta dziwna cecha uformowała się na tej intrygującej małej planecie.
„W tym regionie wnętrze Ceres nie jest solidne i sztywne, ale ruchome i przynajmniej częściowo płynne”.
Wladimir Neumann, DLR Institute of Planetary Research.
Ahuna Mons wznosi się 4 km (2,5 mil) od powierzchni Ceres. Jego boki są gładkie i pozbawione cech, co oznacza, że wulkan uformował się niedawno i nie był tam wystarczająco długo, aby przybrać wygląd krateru na pozostałej powierzchni Ceres. Po zmierzeniu grawitacji Ceres i zbadaniu wewnętrznej struktury planety karłowatej naukowcy twierdzą, że wulkan powstał, gdy bąbelek błota, słonej wody i skały wzniósł się z centrum Ceres. Ta bańka przedarła się przez słaby punkt skorupy Ceres i utworzyła Ahuna Mons.
Zasadniczo jest to gigantyczny wulkan błotny.
Ottaviano Ruesch z Europejskiej Agencji Kosmicznej (ESA), który był głównym autorem badania, powiedział: „Cieszyliśmy się, że mogliśmy dowiedzieć się, który proces zachodzący w płaszczu Ceres, tuż pod Ahuną Mons, był odpowiedzialny za dostarczenie materiału na powierzchnię. ”
Badanie opisujące te wyniki opublikowano w czasopiśmie Nature Geoscience. W badaniach wzięli udział naukowcy z DLR, niemieckiego centrum lotniczego i uniwersytetu w Munster. Jest zatytułowany „Wytłaczanie gnojowicy na Ceres z konwekcyjnego płaszcza niosącego błoto”.
Kiedy zawiesina solanki, błota i skał wydostała się z wnętrza Ceres, uderzyła w chłód kosmosu. Ceres nie ma atmosfery, więc materiał zestalił się w kształcie, który widzimy teraz.
Jednym z autorów tego badania jest Wladimir Neumann z DLR Institute of Planetary Research w Berlin-Adlershof i University of Münster. W komunikacie prasowym powiedział: „W tym regionie wnętrze Ceres nie jest solidne i sztywne, ale ruchome i przynajmniej częściowo płynne. Ten „bąbel”, który uformował się w płaszczu Ceres pod Ahuna Mons, jest mieszaniną słonej wody i składników skalnych ”.
Naukowcy badający Ceres zakładają, że planeta karłowata ma podobny skład do innych ciał w tym samym regionie. Zgodnie z tym założeniem Ceres składa się głównie ze skał krzemionkowych. (Skały krzemionkowe składają się głównie z krzemionki lub dwutlenku krzemu: SiO2.) Ale będzie też znaczna ilość lodu wodnego i prawdopodobnie warstw ciekłej wody. Pracują również przy założeniu, że Ceres zawiera większy udział świeżej wody i lodu niż Ziemia. Uważają, że nawet jedna czwarta masy planety karłowatej to lód lub woda.
Wnętrze Ceres jest zróżnicowane, co oznacza, że z biegiem czasu materiały, z których składa się wnętrze planety, zostały podzielone na różne warstwy. Ciężkie pierwiastki, takie jak żelazo, zatopiono na środku, a lżejsze substancje, takie jak woda lub krzemiany skalne zawierające aluminium, wzrosły. Mimo że Ceres ma 4,5 miliarda lat, radioaktywny rozpad pierwiastków wewnątrz planety nadal generuje ciepło, podobnie jak na Ziemi.
Ciepło to wytwarza bąbelki zawiesiny solanki, błota i skał, które dociskają do stałej skorupy od dołu. Tworzy to kopuły o wysokości do jednego kilometra, a gdy ciśnienie przebija skorupę, zawiesina przepływa po powierzchni i zestala się.
Oczywiście nie ma możliwości zobaczenia tych bąbelków we wnętrzu Ceres. Odczyty grawitacyjne zdradzały ich obecność.
Pole grawitacyjne Ceres w Ahuna Mons jest anomalią, a naukowcy zmierzyli tę anomalię, monitorując prędkość i wysokość Świtu. Gdy Świt leciał nad wulkanem, grawitacja przyspieszyła statek kosmiczny i nieco obniżyła orbitę. Efekt dopplerowski tych zmian prędkości i wysokości w łączności radiowej statku kosmicznego ujawnił to. „Przyjrzeliśmy się bliżej tej anomalii, a dalsze modelowanie ujawniło, że musiało to być wybrzuszenie w płaszczu Ceres” - powiedział Ottaviano Ruesch, główny autor badania. „Wniosek był oczywisty: mieszanina płynnych substancji i skał wyszła na powierzchnię i zgromadziła się w Ahuna Mons.”
Ten rodzaj kriowulkanizmu jest szeroko rozpowszechniony w zewnętrznym Układzie Słonecznym. Niektóre księżyce Jowisza i Saturna wykazują tego dowody, podobnie jak Pluton. Ale te światy są większe. Badanie to pokazuje, że planety karłowate, a może nawet duże asteroidy, mogą tworzyć bąbelki soli fizjologicznej i skał w swoich wnętrzach, które następnie mogą unieść się na powierzchnię i uciec. Planetolodzy uważają, że proces ten może trwać miliardy lat, o ile rozkład radioaktywny wciąż ogrzewa wnętrze.
Źródła:
- Informacja prasowa: nowy i nietypowy rodzaj aktywności wulkanicznej
- Artykuł badawczy: Wytłaczanie gnojowicy na Ceres z konwekcyjnego płaszcza z błotem
- NASA: Dawn Mission Mission
- Wpis w Wikipedii: Ceres
