Орбита цереры. Лед, пламя и геологическое развитие. Открытие, изменение статуса

Карликовая планета Церера - планета астероидного типа. Церера была открыта вечером 1 января 1801 года итальянским астрономом Джузеппе Пьяцци. Это самое массивное небесное тело пояса астероидов и по размерам превосходит многие крупные спутники планет-гигантов. Длительное время Церера рассматривалась как полноценная планета , впоследствии она была классифицирована как астероид, а по результатам уточнения понятия планета Международным астрономическим союзом 24 августа 2006 года на XXVI Генеральной Ассамблее МАС была отнесена к карликовым планетам. Орбита Цереры лежит между орбитами Марса и и весьма «планетообразна»: слабоэллиптична и имеет умеренный наклон к плоскости эклиптики равный 10°. Период обращения вокруг Солнца - 4,6 года. Карликовая планета Церера имеет форму сфероида размерами 975х909 км. Её масса равна 9,5х1020 кг, что составляет почти треть всей массы пояса астероидов, но в то же время более чем в 6000 раз уступает массе . Значительная масса Цереры привела к тому, что под действием собственной гравитации это небесное тело, как и многие другие планетоиды, приобрело форму, близкую к сферической.

Однако, на этом её эволюция не закончилась и, в отличие от большинства астероидов, на Церере началась дифференциация внутренней структуры - более тяжёлые породы опускались к центру, более лёгкие поднимались к поверхности. Таким образом сформировалось каменное ядро и мантия из водяного льда. Судя по низкой плотности Цереры, она содержит значительное количество льда, до 20-30% по массе, что эквивалентно ледяной мантии толщиной 60-100 км. На начальном этапе существования ядро Цереры могло разогреваться за счёт радиоактивного распада и, возможно, какая-то часть ледяной мантии находилась в жидком состоянии. По всей видимости, значительная часть поверхности и сейчас покрыта льдом или некой разновидностью ледяного реголита. По аналогии с ледяными спутниками Юпитера и можно предположить, что под действием УФ излучения Солнца часть воды диссоциирует и образует сверхразреженную «атмосферу» Цереры. Также остаётся открытым вопрос о наличии на Церере сейчас или в прошлом криовулканизма.

О внешнем облике Цереры известно не так уж и много. На земном небосклоне она предстаёт слабой звёздочкой всего лишь 7-й величины. Видимый диск Цереры очень мал, поэтому первые подробности удалось разглядеть только в конце XX века с помощью орбитального телескопа «Хаббл». На поверхности карликовая планета Церера имеет несколько светлых и тёмных структур, предположительно кратеров. По слежению за ними удалось точно установить период вращения Цереры (9,07 часа) и наклон оси вращения к плоскости орбиты (менее 4°). Самая яркая структура (см. рисунок справа) в честь первооткрывателя планеты Цереры получила название «Пьяцци». Возможно, это кратер, обнаживший ледяную мантию или даже криовулкан. Наблюдения в ИК диапазоне показали, что средняя температура поверхности составляет 167 К, в перигелии она может достигать 240 К (-33 °C). Радиотелескопом в Аресибо несколько раз проводилось исследование Цереры в диапазоне радиоволн. По характеру отражения радиоволн было установлено, что поверхность Цереры довольно гладкая, видимо, за счёт высокой эластичности ледяной мантии. Спутников у Цереры не обнаружено. По крайней мере пока, наблюдения «Хаббла» исключают существование сателлитов размерами более 10-20 км.

В настоящее время единственным способом изучения Цереры остаются телескопические наблюдения. Регулярно проводятся кампании по наблюдению покрытий звёзд Церерой, по возмущениям в движении соседних астероидов и

Буквально уже через полгода, в апреле 2015 г. автоматическая межпланетная станция (АМС) «Down» («Заря» ) достигнет последней цели своего долгого восьмилетнего космического путешествия – карликовой планеты Церера . В мае 2015 г. АМС должна выйти на «обзорную орбиту» вокруг Цереры и начать планомерное детальное исследование поверхности. Несмотря на то, что орбита Цереры пролегает не так уж далеко от Земли – между Марсом и Юпитером в Главном поясе астероидов, до сих пор еще ни один космический аппарат не удостаивал эту таинственную карликовую планету своим вниманием. В настоящее время у нас даже нет хорошей детальной фотографии этого небесного тела. Лучшее, что имеется на сегодняшний день – это фотографии сделанные телескопом им. «Хаббла» в 2003-2004 гг. с разрешением в 30 км/пиксель. Ниже приведены эти фотографии.

Что мы на сегодня знаем об этой маленькой загадочной планетке, которая долгое время имела статус крупнейшего астероида Главного пояса нашей Солнечной системы? Кратко напомним нашим читателям об истории открытия Цереры .

Идея о том, что между орбитами Марса и Юпитера может существовать неоткрытая планета, впервые была предложена Иоганном Элертом Боде в 1772 году. Его соображения основывались на правиле Тициуса - Боде, впервые предложенном в 1766 году немецким астрономом и математиком Иоганном Тициусом, который заявил, что выявил простую степенную закономерность в нарастании радиусов околосолнечных орбит планет. После открытия в 1781 году Уильямом Гершелем Урана, которое соответствовало данному правилу, начались поиски планеты на удалении 2,8 астрономических единиц (а. е.) от Солнца (расстояние между орбитами Марса и Юпитера), приведшие к созданию в 1800 году группы из 24 астрономов, носящей название «Небесная стража». Данная группа, возглавляемая фон Цахом, вела ежедневные круглосуточные наблюдения в несколько самых мощных телескопов того времени. Ими не была обнаружена Церера, однако, было открыто несколько других крупных астероидов.

Церера была открыта вечером 1 января 1801 года итальянским астрономом Джузеппе Пиацци в Палермской астрономической обсерватории, который также был приглашен в группу «Небесная стража», но сделал своё открытие до приглашения. 24 января 1801 года он объявил о своем открытии в письмах двум своим коллегам. В этих письмах он описал этот объект как комету, но тут же пояснил, что «так как её движение является медленным и довольно однородным, мне несколько раз пришло в голову, что это могло бы быть что-то лучше, чем комета» . Однако на протяжении следующих нескольких месяцев это небесное тело никто из астрономов не мог обнаружить. И только 31 декабря 1801 года Франц Ксавер фон Цах совместно с Генрихом Ольберсом однозначно подтвердили обнаружение Цереры.

Первоначально Пьяцци предложил название этому небесному телу - Церера Фердинанда (Ceres Ferdinandea), в честь римской богини земледелия и плодородия Цереры и короля Сицилии Фердинанда III. Однако название «Ferdinandea» было неприемлемо для других стран мира, и поэтому впоследствии было снято. В течение короткого времени в Германии Цереру называли Герой, в Греции же эту планету называли Деметрой, которая является греческим эквивалентом римской богини Цереры. Старым астрономическим символом Цереры является серп, похожий на символ Венеры ♀, но с промежутком в одной из части круга.

Сравнительные размеры Цереры, Луны и Земли

За все эти годы с момента открытия статус Цереры не раз менялся и был предметом некоторых разногласий. Иоганн Элерт Боде считал Цереру «недостающей планетой», которая должна была существовать на промежутке между Марсом и Юпитером, на расстоянии 419 млн. км (2,8 а.е.) от Солнца. Церере был назначен планетарный символ, и в течение полувека она считалась планетой (наряду с 2 Паллада, 3 Юнона и 4 Веста), что было отражено в астрономических таблицах и книгах. Через некоторое время было обнаружено множество других объектов в области между Марсом и Юпитером и стало ясно, что Церера - один из подобных объектов. В 1802 году Уильям Гершель ввёл для таких тел термин «астероид» (подобный звезде). Таким образом, через некоторое время Церера стала первым открытым астероидом.

И уже только историческим решением Международного Астрономического Союза от 24 августа 2006 г., которым Плутон «разжаловали» из планет в карликовые планеты, крупнейший астероид Цереру (1 Ceres), наоборот, «повысили в звании». Однако дискуссии по этому поводу среди астрономов не утихают и ныне. Более крупных объектов в Главном астероидном поясе между орбитами Марса и Юпитера уже, скорее всего, не откроют, следовательно, Церера может навсегда остаться единственным представителем карликовых планет в этой области пространства нашей Солнечной системы.

*****

Как же образовалась карликовая планета Церера – крупнейшее небесное тело Главного пояса астероидов ?

Согласно основной версии ученых Церера считается планетным эмбрионом, остановившимся в своем развитии из-за мощного гравитационного влияния Юпитера, который не позволил Церере набрать необходимое количество вещества, чтобы превратиться в нормальную «полноразмерную» планету. Иными словами, главный виновник карликового размера Цереры – гигант Юпитер, захвативший для себя весь космический строительный материал в окружающем пространстве.

Тем не менее, Церере удалось «вырасти» до почти тысячекилометрового размера, а ее масса составляет примерно четверть от общей массы объектов главного астероидного пояса. Все же следует отметить, что, даже если бы она собрала весь «строительный материал» этого пояса, то все равно была бы в 4-5 раз легче Плутона (не говоря уже о Луне и «больших» планетах).

Существуют и другие более экзотические гипотезы. Например, в середине 2008 г. Уильям Маккиннон из Вашингтонского университета в г. Сент-Луис выдвинул гипотезу сродства двух «странных» объектов Солнечной системы – Цереры и Плутона. Такая гипотеза, в свою очередь, ведет к представлению о некой генетической связи между Церерой и наиболее изученным из объектов пояса Койпера – Плутоном. Что в свою очередь, подразумевает идею о «переносе» Цереры из пояса Койпера в пояс астероидов вследствие действия механизма непонятной природы. Профессор Маккиннон полагает, что это позволило бы объяснить ряд необычных свойств Цереры. Одним из таких свойств является весьма низкая плотность вещества Цереры, позволяющая предположить, что астероид этот на треть состоит из водяного льда.

В настоящее время Церера является пока самым маленьким небесным телом в своей категории: ее экваториальный диаметр равен всего 974 км, полярный диаметр — 910 км. Орбита Цереры лежит между орбитами Марса и Юпитера в поясе астероидов и весьма «планетообразна»: слабоэллиптична (эксцентриситет всего 0,08 ) и имеет умеренный (10,6° ) по сравнению с Плутоном (17°) и Меркурием (7°) наклон к плоскости эклиптики. Среднее расстояние до Солнца 2,77 а. е. (413,9 млн км). Период обращения вокруг Солнца - 4,6 года. Среднее расстояние между Церерой и Землёй ~ 263,8 млн км. Церерианский день составляет 9 часов и 4 минуты.

Диаграмма орбиты Цереры

На этой диаграмме орбита Цереры показана голубым цветом, орбиты планет — белым и серым (затемнены участки орбит, лежащие ниже плоскости эклиптики), оранжевый крест отображает положение Солнца. Диаграмма слева вверху — вид из полюса эклиптики, демонстрирующий Цереру в промежутке между орбитами Марса и Юпитера. Справа вверху с большей детализацией показано положение перигелия (q) и афелия (Q) Цереры и Марса. Хорошо заметно, что перигелий Цереры (как и нескольких других крупнейших объектов главного астероидного пояса) по отношению к марсианскому перигелию расположен по другую сторону от Солнца. Диаграмма внизу показывает наклон орбиты Цереры к плоскостям орбит Марса и Юпитера.

Предполагаемое внутреннее Строение Цереры

Несмотря на небольшую массу, Церера имеет форму, близкую к сферической, а ее недра, возможно, прошли стадию расплавления и дифференциации, то есть ее плотное ядро должно быть отделено от сравнительно тонкой и менее плотной внешней мантии. Если хотя бы четверть объема этой мантии приходится на водяной лед, то по запасам воды Церера не уступает Земле.

Средняя плотность вещества планеты оценивается примерно в 2,1 г/куб.см, что говорит о наличии в ее составе водяного льда. Согласно текущим моделям внутреннего строения Цереры, доля льда и других летучих веществ составляет ~30% , тогда как ~70% приходится на каменные породы. Однако спектры поверхности Цереры показывают явные признаки наличия гидроксида магния и карбонатов, но не водяного льда. По спектральным характеристикам Церера похожа на метеориты типа углистых хондритов, но напоминает также астероиды С-типа: в ее спектрах присутствуют полосы поглощения связанные с гидратами различных минералов и гидроксилами, характерными для некоторых астероидов, но отсутствующими в метеоритах.

Максимальная температура, зафиксированная на поверхности Цереры, достигает 235 ± 4К (-38 ± 4°С), при таких температурах лед быстро сублимирует. Поверхность Цереры сухая и темная, как изрядно подтаявший весенний сугроб. Действительно поверхность планеты отражает лишь 9% падающего света. Согласно одной из гипотез, подповерхностный водяной лед, нагретый солнечным светом, сублимирует, превращаясь в пар, а тот вырывается наружу сквозь трещины в коре. По другой гипотезе источником нагрева и сублимации льда является остаточная внутренняя активность Цереры.

И действительно, совсем недавно в январе 2014 г. космическая обсерватория «Гершель» обнаружила водяной пар вокруг Цереры, и этот пар может исходить из водных струй, похожих на гейзеры Энцелада, луны Сатурна. Или, возможно, это – криовулканизм из гейзеров или ледяного вулкана. Похоже, теперь можно утверждать, что Церера обладает и свойствами кометы. Ученые, занимающиеся обработкой данных, полученных обсерваторией «Гершель», считают, что самое простое объяснение появления водяного пара – это сублимация, когда лед нагревается и сразу переходит в газообразную форму.

Таковы вкратце основные сведения известные нам на сегодняшний день об этой загадочной малой планете, странствующей посреди Главного пояса астероидов.

Конечно, качественно новым этапом в изучении Цереры должна стать миссия аппарата АМС «Dawn» , которая начнется уже весной будущего года.

*****

Несмотря на свои весьма скромные размеры по сравнению с другими «полноценными» планетами, Церера является очень таинственным небесным телом. И, конечно, в первую очередь тайна Цереры связана с древнейшей погибшей планетой Фаэтон – бывшей космической прародиной человечества Земли . В своих письмах от 12.11.1946 г. и от 13.04.1954 г. Е.И.Рерих сообщала следующее.

«Ведь наша Луна и даже наша Земля уже были очевидцами гибели прекрасной населенной планеты, и на месте её и посейчас носятся во множестве обломки её в виде аэролитов. Некоторые обитатели Земли когда-то жили на этой погибшей планете».

«Наше человечество уже раз испытало распадение своего домика, в силу столкновения его с огромным Болидом, и затем пережило страстно тяжкое существование приспособления к другим, менее развитым, планетам».

Напомним нашим читателям, что планете посвящена серия статей размещенных на страницах нашего сайта в рубрике «Размышления о космосе» .

В своем очерке «Луна» Е.И.Рерих также писала, что Главный астероидный пояс нашей Солнечной системы образовался в результате гибели Фаэтона и последующего распада его луны. «Луна древнейшей и погибшей Планеты рассеялась после столкновения планеты с гигантскими болидами. Луна погибшей Планеты была много мощнее и прекраснее нашей Луны и даже Венеры» . («Новая Эпоха», № 1/20,стр.54, 1999 г.)

Это означает, что луна Фаэтона могла быть сопоставима по своим размерам с нашей Венерой. Таким образом, астероидный пояс образовался в результате распада двух значительных по своим размерам планетных тел. Фаэтон погиб и распался в результате столкновения с гигантскими болидами (астероидами), а его луна распалась позже вследствие полного завершения цикла ее эволюции . Конечно, это не означает, что у Фаэтона не могло быть других более мелких спутников. Возможно, некоторые из них расположенные наиболее близко к Фаэтону также подверглись распаду в результате произошедшей катастрофы, а более удаленные могли и сохраниться, изменив затем траектории своего движения.

В связи с этим некоторые исследователи полагают, что Церера могла быть одним из таких сохранившихся малых спутников погибшего Фаэтона. Действительно, ведь Церера, обращаясь вокруг Солнца на среднем удалении в 2,77 а. е., находится практически в самом центре Главного пояса астероидов (2,2 — 3,6 а. е.). Если это так, то Церера должна быть очень древним космическим телом, возраст которого может составлять несколько миллиардов лет.

Интересно, что подобную гипотезу еще в 2006 г. выдвинул юный исследователь Андрей Хлопин. Более подробно об этом талантливом мальчике и его работах мы уже рассказывали в очерке . Суть его гипотезы (третьей по счету) сводится к следующему.

Андрей Хлопин

«Логично предложить третью гипотезу (сценарий) происхождения пояса астероидов предполагающую существование ПЛАНЕТЫ ФАЭТОН, КОТОРАЯ ИМЕЛА СПУТНИКИ в количестве предположительно 6 – 8. Примерно 700 млн. лет назад (космический возраст железных метеоритов) произошло столкновение планеты Фаэтон с крупным объектом, что привело к разрушению планеты и образованию крупных и мелких обломков. Затем, на протяжении миллионов лет и вплоть до наших дней, обломки сталкивались между собой – шел процесс дробления. Происходили столкновения со спутниками планеты Фаэтон. При столкновении с крупными обломками спутники разрушались, пополняя пояс астероидов новыми обломками. Допустимо предположить, что Церера – самый крупный астероид, имеющий диаметр 930 км. и шарообразную форму, один из уцелевших спутников Фаэтона. Столкновения приводили к отклонению траектории многочисленных крупных и мелких обломков, которые, покинув пояс астероидов, подвергли «бомбардировке» планеты и спутники Солнечной системы.

В третью гипотезу логично вписываются результаты исследований химического состава метеоритов, которые свидетельствуют о том, что метеориты не являются продуктом деления одного родительского тела. Третья гипотеза (сценарий) происхождения пояса астероидов проливает свет на невозможность, по орбитам астероидов, определить орбиту (одной) родительской планеты и область ее взрыва. Истинность данной гипотезы смогут подтвердить или опровергнуть дальнейшие исследования пояса астероидов и метеоритов» .

В целом, как мы видим, гипотеза Андрея Хлопина хорошо согласуется с основными утверждениями Эзотерической Космогонии.

Догадок и предположений по поводу происхождения Цереры и ее внутренней структуры множество.

Например, некоторые исследователи не исключают, что Церера представляет собой сохранившиеся после катастрофы внутренние оболочки самого Фаэтона, имевшие изначально сферическую форму.

Другие отмечают, что Церера по своей структуре очень напоминает удаленные от Солнца малые планеты пояса Койпера. И в глубокой древности в результате гравитационного воздействия одной из планет гигантов, Церера могла быть «заброшена» из далекой периферии во внутреннюю часть нашей Солнечной системы.

Конечно, нельзя исключать и более прозаический вариант образования Цереры уже после катастрофы Фаэтона и слияния планетарной системы уже угасшего солнца Юпитер с внутренними планетами в процессе формирования нашей нынешней Солнечной системы.

Напомним читателям, что имеются определенные основания предполагать, что погибшая древнейшая планета Фаэтон принадлежала к системе солнца Юпитер . Об этом мы уже рассказывали в серии очерков .

Итак, мы видим, что маленькая таинственная Церера пока упорно скрывает от нас свое происхождение и возможную связь с погибшим Фаэтоном .

К большому сожалению, ни в письмах Е.И.Рерих, ни в ее космологических и дневниковых записях отсутствует какая-либо информация о роли малых планет в структуре и функционировании нашей Солнечной системы.

Хотелось бы надеяться, что покров тайны Цереры будет хотя бы немного приподнят в случае успешного завершения космической исследовательской миссии АМС «Down» в 2015 – 2016 гг.

Церера — это самый большой астероид пояса астероидов, который получил статус карликовой планеты. Погоня в открытии этой планеты еще началась в 1781 году, в то время, когда была открыта планета Уран, находившаяся в том самом районе пространства в космосе, которое относилась к правилу Тициуса-Боде. Правило Тициуса (немецкий ученый) доказывает закономерность нарастания увеличения радиусов орбит планет, находящихся возле Солнца. Через некоторое время спустя это правило оказалось неточным, а открытие Урана в том же месте зародило в кругу астрономов прошлых столетий заядлую «охоту за планетами».

История открытия

Позднее, в 1800 году была основана международная группа ученых – астрономов «Небесная стража». Круглые сутки она вела наблюдения пространства в космосе между орбитами Юпитера и Марса, то есть в той области, где должна была располагаться та еще не открытая планета. Церера в данной области открыл итальянский астроном Джузеппе Пьяцци в 1801 году. Сначала он принял ее за комету, но все же заметил, что у нее есть некие особенности. На протяжении года попытки зафиксировать существование этой планеты-астероида были и у других ученых, но только в последний день 1801 года все-таки удалось подтвердить ее существование. Этим правило Тициуса-Боде снова приобрело справедливость. Сам Джузеппе Пьяцци назвал планету-астероид «Церерой», хотя перед этим оно произносилось как «Церера Фердинанда».

В 1802 году Церера относилась к классу астероидов. Крупнейшее в основном поясе астероидов космическое тело обладает диаметром, равным 950 километров, имеет форму сферы, возникшую благодаря наличию у Цереры своей собственной гравитации, и в шесть тысяч раз меньшую массу, чем имеет Земля, и в то же время составляет третью часть всей массы объектов пояса астероидов.

По исследованиям ученых, после того как астероид Церера приобрела сферическую форму, на ней стали происходить процессы постепенного смещения в центральную часть наиболее тяжелых пород. Итогом этого смещения стало образование каменного ядра. Водяной лед составляет внешнюю оболочку, которая имеет толщину около 100 километров, что превышает запасы пресной воды на Земле.

Исследования

Церера является одной из основных участников, с хорошей перспективой, проектируемых космических разработок. В первую очередь это связано с тем, что в ней хранится огромный запас пресной воды и этот факт может служить тем, что здесь есть возможность создать жизнь.

С точки зрения колонизации Церера вызывает большой интерес. На втором этапе освоения космоса планируют колонизировать Цереру. На первом этапе рассчитывают колонизировать космические объекты, находящиеся относительно недалеко от Земли, Луны, Венеры, Марса, Меркурия.

Отдаленное будущее

Церера находится между газовыми гигантами и планетами «земной группы», имеет хорошие условия, позволяющая служить идеальным перевалочным пунктом для создания на ней коcмическиx баз. К негативным факторам этой планеты относится низкая гравитация и отсутствие магнитного поля, что является негативным фактором для человеческого здоровья.

Анимация перелета космического аппарата DAWN от Весты к Церере

Между Марсом и Юпитером. Свое название карликовая планета получила в честь римской богини сельского хозяйства и изобилия Цереры (Ceres). Состоящая в основном из скалистых и ледяных образований, она имеет приблизительно 950 км в диаметре.

Открытие карликовой планеты

Церера - астероид или все же планета? Случайно обнаруженное в 1801 году итальянским астрономом Джузеппе Пьяцци неизвестное небесное тело сначала определили как комету, затем последовали предположения о том, что это астероид. В 2006 году Международный астрономический союз сформировал новый класс объектов Солнечной системы, известных как Цереру стали считать планетой, правда карликовой, наравне с Вестой, Юноной и другими.

Физические характеристики и состав планеты

Ученые считают, что у Цереры есть скалистое ядро и ледяная мантия 100 километров толщиной. Некоторые из них также полагают, что у нее имеется жидкий водный слой до 200 миллионов кубических километров. Это предположение делает карликовую планету интересным объектом для изучения тех исследователей, которые ищут признаки НАСА начало исследование под названием «Дон», миссия которого состояла в том, чтобы совершить космическое путешествие прямо в пояс астероидов для сбора данных об особенностях поверхности и химическом составе карлика.

Показал наличие следов полезных ископаемых и воды, а местами, вероятно, также ледяное покрытие. По оценкам астрономов, планета Церера (фото НАСА дают основание так думать) может иметь залежи пресной воды в гораздо большем количестве, чем на Земле, и они занимают площадь, равную территории Индии, Аргентины или 4 % лунной поверхности. Внешний слой довольно пористый, с возможным присутствием богатых железом глиняных пород и карбонатов.

Исследования НАСА

Нет больше сомнений в опровержении того факта, что планета Церера - астероид, один из тех, что составляют его орбиту. Автоматизированный космический корабль НАСА «Дон» вошел в планетную орбиту 6 марта 2015 года. Снимки объекта были сделаны еще в январе 2015-го, когда судно только приближалось к Церере. На камеру были запечатлены два ярких пятна в одном из кратеров. 2015 докладчик НАСА сообщил, что это могут быть следы льда или соли. 11 мая 2015 появились изображения более высокого разрешения, которые показали большее количество светлых пятен.

Лед, пламя и геологическое развитие

Поверхность Цереры относительно теплая. Максимальная температура достигает −38 °C. Лед при такой температуре довольно нестабилен. Благодаря ультрафиолетовым наблюдениям космического корабля IUE было обнаружено существенное количество ионов гидроокиси на Северном полюсе планеты. Они являются продуктом водного испарения из-за ультрафиолетового солнечного излучения.

Геологическое развитие скалистой и ледяной поверхности напрямую зависело от источников тепла, доступных в течение и после формирования такого как Церера (планета-карлик). Эти процессы также, вполне вероятно, могут быть связаны с определенными вулканическими и тектоническими движениями. Ледяные образования на поверхности постепенно возвышались, покрывая собой полезные ископаемые в виде глины и карбонатов.

Планета Церера в астрологии и мифологии

В астрологии Церера (планета) является символом связи родителя и ребенка. Нет никакой большей любви на земле, чем любовь матери к своему чаду. В медицинской астрологии поражение Цереры обозначает наличие проблемы репродуктивного характера и бесплодия. Как небесное тело планета отвечает за работоспособность, трудолюбие и умение достойно выполнять профессиональные поручения, продуктивные идеи, проекты и творения.

В мифологии Церера (планета), римский эквивалент греческой богини Деметер, была сестрой Зевса (Юпитера). Она мать всей земли и отвечает за урожай, приготовление пищи, любовь, изобилие и комфорт. Она являлась богиней сельского хозяйства, а когда ее дочь Персефона (Просерпина) была похищена Плутоном, который хотел вынудить ее выйти за него замуж, Церера так увлеклась поисками дочери, что забросила заботу о Земле, которая стала совсем холодной. Так характеризовались осеннее и зимнее времена года. Весной и летом Персефону возвращал матери Гермес, и все вокруг расцветало.

Церера - карликовая планета на одном уровне с Плутоном, которая является равноправным игроком вместе с остальными участниками на космическом поле Солнечной системы. Это самая крупная из всех открытых человечеством.

В Раскрывая тайны межпланетного пришельца

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

Остальные карликовые планеты: Плутон, Эрида, Хаумеа и Макемаке вращаются намного дальше — за орбитой Нептуна. Из них только Плутон на краткое время посещался земным зондом New Horizons. 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 конструкции Dawn является его двигательная установка — он использует электроракетные ионные двигатели. Особенностью этих двигателей является высокая скорость истечения реактивных газов, которая позволяет расходовать запас гораздо экономнее более распространенных химических двигателей. Недостатком ионников является ничтожно малое количество газа в реактивной струе. Поэтому там где химическому двигателю потребуется включение на несколько минут, ионному придется работать десятки часов. К тому же электроракетные двигатели требуют много энергии, поэтому Dawn оснащен солнечными батареями размахом почти 20 метров.

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

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

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

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. 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.

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. Это очень мало в сравнении с каменными астероидами. 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. Поэтому еще до прибытия Dawn предполагалось большое содержание воды, до 50% в мантии Цереры. Для сравнения, метеориты прилетевшие на Землю с Весты содержат не более 0,04% воды.

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

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

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, более известного как пищевая сода, тоже нашлось много. Органические соединения ответственны за незначительное покраснение в выбросах из некоторых метеоритных кратеров. 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.

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

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

Еще одним подтверждением прошлой дегазации Цереры являются обнаруженные цепи небольших кратеров шириной 1-4 км, длиной до 500 км. Предположительно они возникли в реголите над трещинами в коре карликовой планеты. 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. Наиболее убедительной гипотезой стала именно дегазация, когда из толщи коры через трещины наружу выделялись потоки газов из внутренних резервуаров.

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

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

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. он никак не мог принять участие в ее создании. Есть и другие косвенные признаки того, что Церера — гостья в Главном поясе. Как уже упоминалось, воды в карликовой планете несравнимо больше чем в астероидах по-соседству. Исключения только в «выродившихся» кометах, и дальних астероидах у орбиты Юпитера. Еще практически все крупные астероиды Главного пояса имеют собственные семейства, т.е. группы мелких астероидов, которые имеют общие спектральные характеристики и близкие орбиты, а у Цереры такого нет.

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

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