Главная » Хабрахабр » Раскрывая тайны межпланетного пришельца

Раскрывая тайны межпланетного пришельца

Церера вращается вокруг Солнца примерно между Марсом и Юпитером в поясе астероидов, но научные результаты Dawn позволяют предполагать, что прибыла она в нынешнее “место парковки” из более дальних краев.
Цереру открыли более 200 лет назад, но почти два века люди ничего не могли увидеть кроме точки или маленького пятнышка из-за несовершенства оптики. Карликовая планета Церера — довольное уникальное и во-многом загадочное тело, которое внимательно изучается зондом NASA Dawn с весны 2015 года. Их размеры так малы, что телескопы прошлого и позапрошлого века были не способны различить хоть какие-то детали поверхности. С Цереры началось открытие Главного астероидного пояса, и за внешнее сходство с далекими звездами астероиды получили свое название — “звездоподобные”. Дискуссия о статусе Плутона привела к уточнению термина “планета” и введению нового термина “карликовая планета”. Сначала Цереру считали планетой, но быстро “разжаловали” в астероиды, и в этом звании она провела два века. К этому времени космический телескоп Hubble смог увидеть ее уже лучше и показать сферическую форму, благодаря которой и досталось это звание. В 2006 году Церера получила звание карликовой планеты, и среди них стала самой маленькой и самой близкой к Земле. Спутник Плутона Харон чуть больше Цереры, но она летает сама по себе вокруг Солнца, поэтому заслужила особое звание. Диаметр Цереры составляет примерно 950 км, что в 3,5 раза меньше нашей Луны и в 2,5 раза меньше диаметра Плутона.

Из них только Плутон на краткое время посещался земным зондом New Horizons. Остальные карликовые планеты: Плутон, Эрида, Хаумеа и Макемаке вращаются намного дальше — за орбитой Нептуна. В 2015 году к Церере прибыла межпланетная автоматическая станция Dawn (“Рассвет”), за три года он сменил несколько орбит разной высоты: 5100-4400-1500-385-200 км, и теперь Церера — самая изученная карликовая планета.

Dawn — представляет собой классический зонд для исследования безатмосферных тел Солнечной системы: на борту размещен небольшой панхроматический телескоп с восемью спектральными фильтрами на колесе, инфракрасный спектрометр и гамма-нейтронный спектрометр.

Особенностью этих двигателей является высокая скорость истечения реактивных газов, которая позволяет расходовать запас гораздо экономнее более распространенных химических двигателей. Особенностью конструкции Dawn является его двигательная установка — он использует электроракетные ионные двигатели. Поэтому там где химическому двигателю потребуется включение на несколько минут, ионному придется работать десятки часов. Недостатком ионников является ничтожно малое количество газа в реактивной струе. К тому же электроракетные двигатели требуют много энергии, поэтому Dawn оснащен солнечными батареями размахом почти 20 метров.

Стартовав в 2007 году Dawn прибыл к самому большому астероиду в Главном поясе между Марсом и Юпитерм — Весте. Несмотря на недостатки ионных двигателей, они позволили Dawn совершить долгий и многоэтапный вояж в поясе астероидов и провести сложную научную программу. Если бы Веста имела сферическую форму как Церера, то тоже звалась бы карликовой планетой. Это яйцеобразное грубое каменное тело размером около 550 км.

Потом зонд воспользовался преимуществами ионной тяги, и вернулся на межпланетную траекторию, чтобы добраться до следующей важной цели — карликовой планеты Церера. Dawn вышел на орбиту вокруг Весты, и больше года изучал ее с трех разных орбит. Перелет длился два с половиной года.

Это показательный пример того, насколько заполнено астероидами пространство в самой гуще Главного пояса. Любопытный факт: Dawn провел в поясе астероидов восемь лет и совершил три оборота вокруг Солнца, но не встретил ни одного астероида кроме Весты. Если бы в пути попался хоть один известный астероид, NASA не упустило бы возможности изучить его хотя бы издалека и на пролетной траектории.

Ранее инфракрасный космический телескоп ESA Herschel определил в этом месте выделение водяного пара в интенсивности около 3 кг/с, но гипотезу водяного льда ученые выдвигали осторожно, рассматривая и другие возможности. Сближение с Церерой зимой 2015 года сразу началось с интриги — на поверхности темной карликовой планеты (чуть темнее Луны) обнаружилось несколько ярких белых пятен сконцентрированных на дне одного кратера.

Это очень мало в сравнении с каменными астероидами. Вода на Церере никого не удивила, еще ранее, анализ ее орбитальных характеристик позволил высчитать ее массу, а после уточнения размеров получили среднюю плотность 2,1 г на куб см. Поэтому еще до прибытия Dawn предполагалось большое содержание воды, до 50% в мантии Цереры. Например у Весты плотность 3,4 г на куб см, у самой распространенной в Солнечной системе каменной породы базальта плотность около 2,6 г на куб см. Для сравнения, метеориты прилетевшие на Землю с Весты содержат не более 0,04% воды.

разделение на каменное ядро, возможно с примесью металлов, и каменно-ледяную мантию. Сферическая форма Цереры указывает на прошедшую дифференциацию, т.е. Всё это покрыто тонким слоем реголита, накопившемся за миллиарды лет на поверхности.

Сразу заметили еще одну приметную особенность — почти правильный конус горы, названной Ахуна. Открытия Dawn начались с ярких пятен в кратере названном Оккатор, но это было только начало. Рядом с горой располагается глубокий метеоритный кратер примерно такого же размера, но, вероятно, они не связаны. Она выделялась на фоне средней “шероховатости” поверхности возвышаясь на 5 км с основанием 20 км. Возможно, гора Ахуна — это вулкан, который сформировался в точке фокусировки сейсмических волн в момент от удара с обратной стороны. Зато с противоположной стороны карликовой планеты находится древний и самый большой на Церере кратер от астероида диаметром 280 км. Доказательства вулканизма на горе Ахуна нашли при помощи инфракрасного спектрометра — на вершине и склонах определили отложения карбоната натрия, более известного как пищевая сода. Подобные процессы могли происходить на Меркурии (Равнина Жары), Марсе (нагорье Фарсида и Элизий), Земле (плато Путорана). вулканом извергающим воду с различными примесями. Вероятнее всего Ахуна является криовулканом, т.е. К сожалению, свежих следов вулканизма гора не имеет.

Органические соединения ответственны за незначительное покраснение в выбросах из некоторых метеоритных кратеров. За два года Dawn смог определить множество материалов, которые указывали на прошлую геологическую и химическую активность жидкой воды на Церере: нашлась глина, которая является результатом размывания водой вулканических пород, карбоната натрия, и его варианта связанного с водой в форме гидрокарбоната, тоже нашлось много. Более того, оказалось, что эволюция поверхности еще продолжается: со склонов некоторых кратеров сходят оползни, вода испаряется с нагретых солнцем участков поверхности, создает временную атмосферу, и оседает инеем в холодной тени.

Сам кратер возник примерно 80 млн лет назад, но белые отложения, которые тоже оказались содой, моложе его на 30 млн лет. Самым ярким подтверждением гидротермальной активности на Церере стали те самые яркие пятна в кратере Оккатор. В центре наиболее крупного карбонатного пятна тоже возвышается криовулканический купол, только значительно меньше Ахуны. Самые свежие отложения вообще недавние по геологическим меркам — около 4 млн лет.

По его результатам плотность верхнего слоя карликовой планеты довольно низкая — ближе ко льду чем к камню. Еще одну загадку подкинуло изучение гравитационного поля Цереры. При этом вызывает удивление стабильность крупных геологических образований, вроде горы Ахуна или многих глубоких кратеров. По более ранним исследованиям вода должна составлять 40-50% верхней мантии. Получается что-то внутри “держит каркас”. Обычная мерзлота не удержала бы такие структуры из-за пластичности льда. Например метановый гидрат из воды и метана возникает при 0 град. Ученые предположили, что в качестве “арматуры” ледяных недр Цереры выступают клатраты — газовые гидраты — это кристаллические соединения воды и различных газов, которые формируются при определенном соотношение температуры и давления. Клатраты могут быть в 100-1000 раз прочнее льда, при той же плотности. Цельсия при давлении 50 атм, при понижении температуры необходимое давление уменьшается. То есть перед нами косвенное доказательство скрытых в недрах Цереры летучих веществ, которых уже нет на поверхности.

Предположительно они возникли в реголите над трещинами в коре карликовой планеты. Еще одним подтверждением прошлой дегазации Цереры являются обнаруженные цепи небольших кратеров шириной 1-4 км, длиной до 500 км. Наиболее убедительной гипотезой стала именно дегазация, когда из толщи коры через трещины наружу выделялись потоки газов из внутренних резервуаров. Трещины могут иметь разное происхождение: от тектоники, от мощного астероидного удара, от изменения объема космического тела вследствие его остывания… Но каждая из этих причин имеет определенные признаки, которых нет на Церере.

Аммиак растворенный в воде понижает ее температуру замерзания, что позволяет криовулканам извергаться даже при минусовой температуре. Самой интригующей находкой на Церере стал аммиак обнаруживаемый на поверхности с карбонатами и глинами. она пришелец в Главном поясе астероидов. Аммиак интересен прежде всего тем, что указывает на происхождение Цереры где-то за пределами ее нынешней орбиты, т.е.

“снеговой линии” (frost line) — расстояния от Солнца, на котором тепла становится недостаточно для сохранения газообразной формы, что приводит к конденсации газа в твердую форму. Такой вывод следует из-за т.н. примерно там, где вращается Церера. Во времена формирования Солнечной системы снеговая линия для воды располагалась на расстоянии примерно 420 млн км от Солнца, т.е. Ближе этого расстояния вращаются только каменные планеты, спутники и астероиды, лед на которых может быть только у полюсов, или в тени, или под поверхностью. Сейчас водяная снеговая линия располагается еще дальше — около 750 млн км от Солнца — почти у орбиты Юпитера. Дальше водяной снеговой линии в изобилии летают ледяные кометы, и спутники планет почти все или состоят из льда, или все покрыты льдом. На земных горных вершинах лед держится благодаря атмосферному давлению.

он никак не мог принять участие в ее создании. В отличии от воды, аммиак имеет более низкую температуру конденсации, и при формировании Солнечной системы его снеговая линия лежала примерно на 80 млн км дальше орбиты Цереры, т.е. Как уже упоминалось, воды в карликовой планете несравнимо больше чем в астероидах по-соседству. Есть и другие косвенные признаки того, что Церера — гостья в Главном поясе. Еще практически все крупные астероиды Главного пояса имеют собственные семейства, т.е. Исключения только в «выродившихся» кометах, и дальних астероидах у орбиты Юпитера. группы мелких астероидов, которые имеют общие спектральные характеристики и близкие орбиты, а у Цереры такого нет.

Шарообразные спутники Сатурна в основном имеют меньшую плотность чем Церера, за счет большего содержания льда. В целом, следует признать, что Церера по форме и составу больше похожа на большие спутники Юпитера или даже на остальные карликовые планеты, вроде Плутона. Наклон орбиты Цереры подсказывает, что она прибыла не от Юпитера, так что возможно когда-то она была карликовой планетой на задворках Солнечной системы. Плутон плотнее ледяных спутников, но до Цереры не дотягивает, но она могла набрать плотность за счет “сброса” легких газов, уже после приближения к Солнцу. Возможно более подробное изучение даст ответы.

Хотя в перспективе стоило бы запустить туда и посадочный зонд. Dawn сейчас готовится перейти на самую низкую финальную орбиту высотой 50 км, это обещает новые подробности на поверхности и новые открытия. Уже совершенных открытий достаточно чтобы понять ее высокое значение для исследования истории и эволюции Солнечной системы.


Оставить комментарий

Ваш email нигде не будет показан
Обязательные для заполнения поля помечены *

*

x

Ещё Hi-Tech Интересное!

Репост со стороннего Telegram-канала (PHP MadelineProto)

Решив заняться бессовестным копипастом (а точнее его автоматизацией) постов с чужого Telegram-канала в свой, я первым делом полез в документацию по телеграм-ботам. Но как выяснилось, боты не только не имеют методов для получения сообщений, их просто-напросто нельзя добавить в чужой ...

Тесла планирует устанавливать новые массивные стационарные аккумуляторные батареи в Калифорнии

Источник На первом этапе, Тесле достался объем в 730 МВт*ч (мощность 182,5 МВт*ч нужно отдавать на протяжении 4 часов), в дальнейшем может расшириться до 1,2 ГВт*ч.Документ по проекту Летом 2018-го года Тесла стала одной из 4 компаний, которые обеспечат Калифорнию ...