Широке поширення на Церері мінералів, які містять воду, свідчить про те, що на ній в давні часи міг бути глобальний океан. Що сталося з цим океаном? Чи може нині на Церері бути рідина? Два нових дослідження, виконаних науковцями місії Dawn («Світанок»), допомогли отримати позитивну відповідь на це питання.
Команда місії виявила, що кора Церери — це суміш льоду, солей та гідратованих матеріалів, які в далекому минулому, а можливо, і зовсім недавно, зазнали сильного впливу геологічної активності, й нині більша частина кори — дно стародавнього океану. Друге дослідження підтверджує цей результат і вказує на існування більш м’якого, легко деформованого шару під твердою поверхнею кори планети, який може бути свідченням наявності рідини, що залишилася від океану.
«Все більше й більше ми переконуємося, що Церера — складний, динамічний світ, в якому раніше на поверхні могло бути багато рідкої води, а тепер ця рідина може зберігатися в глибоких підземних резервуарах», — зазначив Джулі Кастильо-Рожез (Julie Castillo-Rogez), науковий співробітник проекту Dawn і співавтор досліджень, виконаних в Лабораторії реактивного руху (Jet Propulsion Laboratory або JPL, Пасадена, штат Каліфорнія).
Про те, що приховано в глибинах Церери, розповідає гравітація
Посадка космічного апарата на Цереру з метою дослідження її рельєфу може бути технічно складним завданням, особливо з огляду на потребу уникнути забруднення карликової планети. Зважаючи на важливості мінімізації такого ризику науковці весь комплекс гравітаційних вимірів планують виконати з орбіти — такі спостереження будуть основними для оцінки її внутрішньої структури і хімічного складу.
На фото ліворуч — Церера очима космічного апарата DAWN; праворуч — мапа внутрішньої структури Церери на основі аналізу гравітаційних вимірювань. Фото з сайту https://phys.org.
У першому з двох досліджень (його очільником був Антон Єрмаков, постдок в JPL) використано вимірювання форми планети і їі гравітації для визначення внутрішньої структури та складу Церери. На цьому етапі виконували спостереження відхилень траєкторії руху космічного апарату від розрахованої, при цьому була задіяна «Мережа далекого космічного зв’язку» (Deep Space Network) для відстеження невеликих змін орбіти космічного корабля. Результати дослідження цього авторського колективу оприлюднив Journal of Geophysical Research.
Дослідження Єрмакова та його колег підтверджують припущення, що Церера є геологічно активним небесним тілом нині і, безперечно, було таким і в недавньому минулому. Аналіз результатів вимірювань однозначно свідчить про те, що три кратери — Occator, Kerwan і Yalode, а також окрема висока гора Ahuna Mons, — пов’язані з «аномаліями гравітації». Це означає, що виявлені розбіжності між теоретичними моделями гравітації Церери і експериментальними даними для цих чотирьох регіонів можуть бути пов’язані з підповерхневими структурами.
«На Церері виявлено дуже багато сильних аномалій, пов’язаних з характерними геологічними особливостями» — зауважив Єрмаков. У випадках Ahuna Mons та Occator аномалії можуть допомогти краще зрозуміти походження цих особливостей, які, на думку вчених, свідчать про різні прояви явищ кріовулканізму.
Дослідники виявили, що густина кори Церери є відносно низькою, ближчою до криги, аніж каміння. Проте дослідження, проведене Майллом Бландом (Michael Bland) з Геологічної служби США, показало, що лід є надто м’яким, щоб бути основним компонентом міцної кори Церери. Отже, як може вона бути такою легкою, як лід (в сенсі густини), але одночасно набагато міцнішою? Щоб відповісти на це питання, інша команда виконала моделювання еволюції поверхні Церери.
«Древній» океан на Церері — який він?
Друге дослідження, очолюване Роджером Фу (Roger Fu) в Гарвардському університеті в Кембриджі, штат Массачусетс, було орієнтоване на вивчення потужності та складу кори Церери і її більш глибокої будови. В його основі — вивчення топографії карликової планети. Результати цієї роботи викладено в публікації на сторінках журналу Earth and Planetary Science Letters.
Вивчаючи зміни топографії Церери науковці можуть скласти певні уявлення і про особливості її інтер’єру — глибинної структури. Потужна, з домінуванням кам’янистої складової, кора могла лишатися незмінною протягом 4,5-мільярдного віку Сонячної системи, натомість слабка кора, збагачена льодами та солями, схильна до деформації.
Моделюючи зміщення елементів планетної кори, Фу та його колеги виявили, що це, імовірно, суміш льоду, солей, каменю та додаткового компонента, яким може бути газовий гідрат (clathrate hydrate), що у вигляді решітки з молекул води оточує молекули газу). Ця структура в 100—1000 разів міцніша, ніж водяний лід, незважаючи на майже таку ж щільність.
Дослідники вважають, що Церера колись мала чітко виражені характеристики поверхні, але вони згладжувались з плином часу. Цей процес плющення гір та долин вимагає наявності міцної кори, що спирається на деформований шар, який Фу та його колеги вважають щедро збагаченим рідиною.
Науковці вважають, що майже весь стародавній океан Церери замерз і нині зв’язаний в корі планети у вигляді льоду, газових гідратів та солей. В основному, така картина характерна для планети впродовж останніх чотирьох мільярдів років. Але внизу океан ще не повністю заморожений. Подібна інтерпретація узгоджується з кількома моделями теплової еволюції Церери, опублікованими ще до спостережень космічного апарата Dawn, і підтримує ідею про те, що на великій глибині в надрах планети міститься рідина — залишок її стародавнього океану.
За інф. з сайту https://phys.org підготував Георгій Ковальчук
