Hvor er isen på Ceres?

Ved første øjekast, Ceres, den største krop i hovedasteroidebæltet, ser måske ikke isnende ud. Billeder fra NASAs Dawn -rumfartøj har afsløret et mørkt, stærkt krateret verden, hvis lyseste område er lavet af stærkt reflekterende salte - ikke is. Men nyligt offentliggjorte undersøgelser fra Dawn -forskere viser to forskellige bevislinjer for is på eller nær overfladen af ​​dværgplaneten. Forskere præsenterer disse fund på mødet i American Geophysical Union 2016 i San Francisco.

"Disse undersøgelser understøtter ideen om, at is adskilt fra sten tidligt i Ceres 'historie, danner et isrig skorpe lag, og at isen har forblevet nær overfladen gennem solsystemets historie, "sagde Carol Raymond, viceforstander efterforsker ved Dawn -missionen, baseret på NASAs Jet Propulsion Laboratory, Pasadena, Californien.

Vandis på andre planetariske kroppe er vigtig, fordi det er en vigtig ingrediens for livet, som vi kender det. "Ved at finde lig, der var vandrige i en fjern fortid, vi kan opdage spor om, hvor der kan have eksisteret liv i det tidlige solsystem, "Sagde Raymond.

Is er overalt på Ceres

Ceres 'øverste overflade er rig på brint, med højere koncentrationer på mellem til høje breddegrader-i overensstemmelse med brede vidder af vandis, ifølge en ny undersøgelse i tidsskriftet Videnskab .

"På Ceres, is er ikke bare lokaliseret til et par kratere. Det er overalt, og tættere på overfladen med højere breddegrader, "sagde Thomas Prettyman, hovedforsker af Dawn's gammastråle og neutrondetektor (GRaND), baseret på Planetary Science Institute, Tucson, Arizona.

Forskere brugte GRaND -instrumentet til at bestemme koncentrationer af brint, jern og kalium i den øverste gård (eller meter) i Ceres. GRaND måler antallet og energien af ​​gammastråler og neutroner, der stammer fra Ceres. Neutroner produceres, når galaktiske kosmiske stråler interagerer med Ceres 'overflade. Nogle neutroner absorberes i overfladen, mens andre flygter. Da brint bremser neutroner, det er forbundet med færre neutroner, der flygter. På Ceres, brint er sandsynligvis i form af frosset vand (som er lavet af to hydrogenatomer og et oxygenatom).

Frem for et solidt islag, der er sandsynligvis en porøs blanding af stenede materialer, hvor is fylder porerne, fandt forskere. GRaND -dataene viser, at blandingen er ca. 10 vægtprocent is.

"Disse resultater bekræfter forudsigelser for næsten tre årtier siden om, at is kan overleve i milliarder af år lige under overfladen af ​​Ceres, "Prettyman sagde." Beviserne styrker sagen for tilstedeværelsen af ​​nær-overfladevand is på andre hovedbælte-asteroider. "

Ledetråd til Ceres 'indre liv

Koncentrationer af jern, brint, kalium og kulstof giver yderligere bevis for, at det øverste lag af materiale, der dækker Ceres, blev ændret af flydende vand i Ceres 'indre. Forskere teoretiserer, at forfaldet af radioaktive elementer i Ceres producerede varme, der drev denne ændringsproces, adskiller Ceres til et stenet interiør og isnende ydre skal. Adskillelse af is og sten ville føre til forskelle i den kemiske sammensætning af Ceres 'overflade og indre.

Fordi meteoritter kaldet kulstofholdige chondritter også blev ændret af vand, forskere er interesserede i at sammenligne dem med Ceres. Disse meteoritter kommer sandsynligvis fra kroppe, der var mindre end Ceres, men havde begrænset væskestrøm, så de kan give spor til Ceres 'indre historie. Videnskabelig undersøgelse viser, at Ceres har mere brint og mindre jern end disse meteoritter, måske fordi tættere partikler sank, mens saltlage-rige materialer steg til overfladen. Alternativt kan Ceres eller dets komponenter kan have dannet sig i en anden region i solsystemet end meteoritterne.

Is i permanent skygge

En anden undersøgelse, ledet af Thomas Platz fra Max Planck Institute for Solar System Research, Göttingen, Tyskland, og offentliggjort i tidsskriftet Natur Astronomi , fokuseret på kratere, der vedholdende er i skygge på Ceres 'nordlige halvkugle. Forskere undersøgte nøje hundredvis af kulde, mørke kratere kaldet "kolde fælder" - ved mindre end minus 260 grader Fahrenheit (110 Kelvin), de er så kølige, at meget lidt af isen bliver til damp i løbet af en milliard år. Forskere fandt aflejringer af lyst materiale i 10 af disse kratere. I et krater, der er delvist solbelyst, Dawn's infrarøde kortlægningsspektrometer bekræftede tilstedeværelsen af ​​is.

Dette tyder på, at vandis kan opbevares i kulde, mørke kratere på Ceres. Is i kolde fælder er tidligere blevet set på Merkur og, i få tilfælde, på månen. Alle disse kroppe har små hældninger i forhold til deres rotationsakser, så deres poler er ekstremt kolde og krydret med vedvarende skyggede kratere. Forskere mener, at påvirkende kroppe kan have leveret is til Merkur og månen. Oprindelsen til Ceres 'is i kolde fælder er mere mystisk, imidlertid.

"Vi er interesserede i, hvordan denne is kom dertil, og hvordan den formåede at holde så længe, "sagde medforfatter Norbert Schorghofer fra University of Hawaii." Det kunne være kommet fra Ceres 'isrige skorpe, eller det kunne have været leveret fra rummet. "

Uanset dens oprindelse, vandmolekyler på Ceres har evnen til at hoppe rundt fra varmere områder til polerne. En svag vandatmosfære er blevet foreslået af tidligere forskning, herunder Herschel Space Observatory observationer af vanddamp ved Ceres i 2012-13. Vandmolekyler, der forlader overfladen, ville falde tilbage på Ceres, og kunne lande i kolde fælder. For hvert hop er der en chance for, at molekylet går tabt i rummet, men en brøkdel af dem ender i de kolde fælder, hvor de samler sig.

'Lyspunkter' får navne

Ceres 'lyseste område, i krateret på den nordlige halvkugle, Occator, lyser ikke på grund af is, men snarere på grund af stærkt reflekterende salte. En ny video produceret af German Aerospace Center (DLR) i Berlin simulerer oplevelsen af ​​at flyve rundt om dette krater og udforske dets topografi. Okkatorens centrale lyse område, som omfatter en kuppel med brud, har for nylig fået navnet Cerealia Facula. Kraterets klynge af mindre reflekterende pletter øst for midten kaldes Vinalia Faculae.

"Det unikke interiør i Occator kan have dannet sig i en kombination af processer, som vi i øjeblikket undersøger, "sagde Ralf Jaumann, planetforsker og Dawn-medforsker ved DLR. "Den indvirkning, der skabte krateret, kunne have udløst væskeopvarmning inde fra Ceres, som efterlod saltene. "

Dawn's næste trin

Dawn begyndte sin udvidede missionsfase i juli, og flyver i øjeblikket i en elliptisk bane mere end 4, 500 miles (7, 200 kilometer) fra Ceres. Under den primære mission, Dawn kredsede og nåede alle sine oprindelige mål ved Ceres og protoplanet Vesta, som rumfartøjet besøgte fra juli 2011 til september 2012.