Jako największe ciało w Pasie Asteroid, Ceres od dawna jest źródłem fascynacji astronomów. Oprócz tego, że jest jedyną asteroidą wystarczająco dużą, aby zaokrąglić się pod wpływem własnej grawitacji, jest to również jedyna niewielka planeta, którą można znaleźć na orbicie Neptuna. I wraz z przybyciem Świt sondując wokół Ceres w marcu 2015 r., byliśmy traktowani ciągłym strumieniem naukowych odkryć dotyczących tej protoplanety.
Najnowsze odkrycie, które stało się niespodzianką, dotyczy składu planety. W przeciwieństwie do wcześniejszych podejrzeń, nowe dowody wskazują, że Ceres ma duże złoża lodu wodnego w pobliżu jego powierzchni. Ten i inne dowody sugerują, że pod skalistą, lodową powierzchnią Ceres ma złoża ciekłej wody, które mogły odegrać istotną rolę w jej ewolucji.
Dowody te zostały przedstawione na spotkaniu Amerykańskiej Unii Geofizycznej w 2016 r., Które rozpoczęło się w poniedziałek 12 grudnia w San Fransisco. Wśród tysięcy seminariów opisujących największe odkrycia dokonane w ubiegłym roku w dziedzinie kosmosu i nauk o Ziemi - w tym aktualizacje z misji Curiosity - członkowie zespołu misji Dawn podzielili się wynikami swoich badań, które zostały niedawno opublikowane w Nauka.
Zespół badawczy zatytułowany „Rozległy lód wodny w Ceres” zmienionym regolitem Ceres: Dowody ze spektroskopii jądrowej ”szczegółowo opisuje, w jaki sposób dane gromadzone przez Świt Detektor promieniowania gamma i neutronów (GRaND) określił stężenia wodoru, żelaza i potasu w skorupie Ceres. Czyniąc to, był w stanie nałożyć ograniczenia na zawartość lodu na planecie i na to, jak prawdopodobnie powierzchnia została zmieniona przez płynną wodę we wnętrzu Ceres.
Krótko mówiąc, przyrząd GRaND wykrył wysoki poziom wodoru w najwyższej strukturze Ceres (10% wagowych), który pojawił się najwyraźniej wokół średnich szerokości geograficznych. Odczyty te były zgodne z szerokimi obszarami lodu wodnego. Dane GRaND wykazały również, że zamiast składać się z litej warstwy lodu, lód prawdopodobnie przybierał postać porowatej mieszanki materiałów skalistych (w których lód wypełnia pory).
Wcześniej uważano, że lód istnieje tylko w niektórych obszarach kraterowych na Ceres, i był uważany za wynik uderzeń, które osadzały lód wodny w ciągu długiej historii Ceres. Ale, jak powiedział Thomas Prettyman - główny badacz przyrządu GRaND Dawn - w komunikacie prasowym NASA, naukowcy ponownie zastanawiają się nad tym stanowiskiem:
„Na Ceres lód nie jest zlokalizowany tylko w kilku kraterach. Jest wszędzie i bliżej powierzchni z większymi szerokościami geograficznymi. Wyniki te potwierdzają przewidywania poczynione prawie trzy dekady temu, że lód może przetrwać miliardy lat tuż pod powierzchnią Ceres. Dowody potwierdzają istnienie lodu powierzchniowego na innych planetoidach głównego pasa. ”
Stężenia żelaza, potasu i węgla wykryte przez przyrząd GRaND potwierdzają również teorię, że powierzchnia Ceres została zmieniona przez ciekłą wodę we wnętrzu. Zasadniczo naukowcy teoretyzują, że rozpad pierwiastków promieniotwórczych w Ceres wytworzył wystarczającą ilość ciepła, aby struktura protoplanety rozróżniła skaliste wnętrze od lodowatej skorupy zewnętrznej - co również pozwoliło na osadzenie minerałów podobnych do obserwowanych na powierzchni.
Podobnie w drugim badaniu opracowanym przez naukowców z Instytutu Badań Słonecznych Maxa Plancka zbadano setki trwale ocienionych kraterów znajdujących się na półkuli północnej Ceres. Według tego badania, które pojawiło się niedawno w Astronomia przyrody, te kratery są „zimnymi pułapkami”, w których temperatura spada poniżej 11o K (-163 ° C; -260 ° F), zapobiegając w ten sposób zamienianiu się wszystkich par oprócz najmniejszych ilości lodu w pary i uciekaniu.
W obrębie dziesięciu tych kraterów zespół badawczy znalazł pokłady jasnego materiału, przypominające to, co Świt zauważony w kraterze okazjonalnym. A w jednym częściowo nasłonecznionym Świt spektrometr do mapowania w podczerwieni potwierdził obecność lodu. Sugeruje to, że lód wodny jest przechowywany w ciemniejszych kraterach Ceres w sposób podobny do tego, co zaobserwowano w obszarach polarnych zarówno Merkurego, jak i Księżyca.
Skąd ta woda pochodzi (tj. Czy została zdeponowana przez meteory), pozostaje tajemnicą. Ale niezależnie od tego, pokazuje, że cząsteczki wody na Ceres mogą przemieszczać się z cieplejszych średnich szerokości geograficznych do zimniejszych, ciemniejszych obszarów polarnych. Daje to dodatkową wagę teorii, że Ceres może mieć delikatną atmosferę pary wodnej, którą zasugerowano w latach 2012–2013 na podstawie dowodów uzyskanych przez Obserwatorium Kosmiczne Herschela.
Wszystko to składa się na to, że Ceres jest wodnistą i aktywną geologicznie protoplanetą, która może zawierać wskazówki co do tego, jak istniało życie miliardy lat temu. Jak Carol Raymond, zastępca głównego badacza misji Dawn, wyjaśniła również w komunikacie prasowym NASA:
„Badania te wspierają ideę, że lód oddzielił się od skały na początku historii Ceres, tworząc bogatą w lód warstwę skorupy, i że lód pozostał blisko powierzchni w całej historii Układu Słonecznego. Odnajdując ciała, które w odległej przeszłości były bogate w wodę, możemy odkryć wskazówki, gdzie mogło istnieć życie we wczesnym Układzie Słonecznym. ”
W lipcu Dawn rozpoczęła swoją rozszerzoną fazę misji, która polega na prowadzeniu kilku kolejnych orbit Ceres. Obecnie leci na orbicie eliptycznej w odległości ponad 7200 km (4500 mil) od protoplanety. Statek kosmiczny ma działać do 2017 roku, pozostając wiecznym satelitą Ceres do końca.
