Nature Astronomy: Поверхность Цереры состоит изо льда более чем на 90%

С 1801 года, когда Джузеппе Пиацци открыл первый астероид в нашей Солнечной системе — Цереру, астрономы и планетологи изучали его состав. Поверхность астероида покрыта кратерами, и до сих пор учёные считали, что это прямо указывает на его не ледяную структуру.

Исследователи из Университета Пурдю и Лаборатории реактивного движения НАСА (JPL) считают, что Церера — ледяной объект, который мог быть илистым океаническим миром.

Аспирант Ян Памерло и доцент кафедры наук о Земле, атмосфере и планетах Университета Пурдю Майк Сори опубликовали выводы в журнале Nature Astronomy. Они вместе с научным сотрудником JPL Дженнифер Скалли использовали компьютерное моделирование, чтобы изучить деформацию кратеров на Церере за миллиарды лет.

Мы считаем, что на поверхности Цереры много льда, который становится менее ледяным по мере углубления, — говорит Сори.

Раньше думали, что кратеры на Церере быстро деформируются со временем, как ледники на Земле или как текучий мед. Но наше моделирование показало, что в условиях Цереры лёд может быть гораздо прочнее, если к нему примешать немного твёрдой породы.

Ранее считалось, что Церера состоит изо льда менее чем на 30%. Команда Сори считает, что её поверхность состоит изо льда более чем на 90%.

Мы полагаем, что Церера была «океаническим миром», как Европа, но с грязным океаном, — говорит Сори. Когда океан замёрз, образовалась ледяная кора с небольшим количеством каменистого материала внутри.

Памерло рассказал, как с помощью компьютерных симуляторов они смоделировали процесс изменения кратеров на Церере за миллиарды лет.

Даже твёрдые тела со временем могут «течь». Лёд „течёт“ быстрее, чем камень.

Из-за того, что в кратерах возникают высокие напряжения, которые затем «расслабляются», сами кратеры становятся менее глубокими. Это происходит из-за „течения“ твёрдого тела.

После миссии НАСА «Рассвет» учёные пришли к выводу, что кора Цереры не может быть полностью ледяной, так как на ней нет „неглубоких“ кратеров.

С помощью компьютерного моделирования мы выяснили, как именно может «течь» лёд с небольшим количеством примесей. Оказалось, что такая модель позволяет коре почти не „течь“, даже если речь идёт о миллиардах лет. Так мы можем объяснить, почему на Церере нет „расслабления“ кратеров, хотя она богата льдом.

Мы проверили структуры коры в этих симуляциях и обнаружили, что градационная кора — лучший способ ограничить релаксацию кратеров Цереры. Она имеет высокое содержание льда у поверхности и меньшее — с глубиной.

Сори — планетолог, изучающий планетарную геофизику. Его команда исследует строение планет и то, как космические аппараты могут помочь в изучении этой области.

Сори особенно интересуется Церерой — крупнейшим объектом в поясе астероидов и карликовой планетой. Он отмечает, что Церера больше похожа на планету, чем на астероид: это сфера диаметром около 950 километров с кратерами, вулканами и оползнями на поверхности.

27 сентября 2007 года НАСА запустило космический аппарат Dawn. Он стал первым и единственным аппаратом, который вращался вокруг двух внеземных объектов — Весты и Цереры. К Церере он долетел только в 2015 году и вращался там до 2018 года.

Мы изучили данные Dawn и обнаружили на Церере много льда. На это указывают особенности поверхности: ямы, купола, оползни.

Спектрографические и гравитационные данные также подтверждают, что под реголитом Цереры есть лёд. Его плотность близка к плотности нечистого льда.

Мы сняли топографический профиль сложного кратера на Церере и использовали его для построения некоторых симуляций.

Сори говорит, что Церера — самый большой астероид и могла быть ледяным объектом. Это предположение основано на оценках её массы, сделанных с Земли. Поэтому она стала отличным выбором для посещения космического аппарата.

Цереру можно сравнить с ледяными лунами внешней части Солнечной системы, такими как Европа и Энцелад. Это самый доступный ледяной мир во Вселенной, поэтому он может стать целью будущих космических миссий.

На поверхности Цереры мы видим остатки её океана, который сейчас в основном или полностью замёрз. Поэтому у нас есть возможность собрать образцы из древнего океанического мира, к которому не так уж сложно отправить космический аппарат.

Фото: архив NASA

28.09.2024