Is i Ceres skygger for kratere, der er knyttet til vippehistorik

Dværgplaneten Ceres kan være hundredvis af millioner miles fra Jupiter, og endnu længere fra Saturn, men tyngdekraftens enorme indflydelse fra disse gasgiganter har en mærkbar effekt på Ceres 'orientering. I en ny undersøgelse, forskere fra NASA's Dawn -mission beregner, at den aksiale hældning af Ceres - den vinkel, hvormed den drejer, mens den rejser rundt om solen - varierer meget i løbet af omkring 24, 500 år. Astronomer betragter dette som en overraskende kort periode for sådanne dramatiske afvigelser.

Ændringer i aksial hældning, eller "skråhed, "over Ceres historie er relateret til det større spørgsmål om, hvor frosset vand kan findes på Ceres 'overflade, forskere rapporterer i tidsskriftet Geofysiske forskningsbreve . I betragtning af betingelserne for Ceres, is ville kun kunne overleve ved ekstremt kolde temperaturer - f.eks. i områder, der aldrig ser solen.

"Vi fandt en sammenhæng mellem kratere, der forbliver i skygge ved maksimal skråstilling, og lyse aflejringer, der sandsynligvis er vandis, "sagde Anton Ermakov, postdoktor ved NASAs Jet Propulsion Laboratory, Pasadena, Californien, og hovedforfatter af undersøgelsen. "Regioner, der aldrig ser sollys i løbet af millioner af år, har større sandsynlighed for at have disse aflejringer."

Obliquitys cykler

Gennem de sidste 3 millioner år har Ceres har gennemgået cykler, hvor dens hældning varierer fra omkring 2 grader til omkring 20 grader, beregninger angiver.

"Vi kan ikke direkte observere ændringerne i Ceres 'orientering over tid, så vi brugte Dawn -rumfartøjets målinger af form og tyngdekraft til præcist at rekonstruere det, der viste sig at være en dynamisk historie, "sagde Erwan Mazarico, medforfatter på NASAs Goddard Space Flight Center i Greenbelt, Maryland.

Sidste gang dværgplaneten nåede en maksimal hældning, der var omkring 19 grader, var 14, For 000 år siden, sagde forskere. Til sammenligning, Jorden vippes 23,5 grader. Denne betydelige hældning får vores planet til at opleve årstider:Den nordlige halvkugle oplever sommer, når den er orienteret mod solen, og vinter, når den peger væk fra solen. Derimod, Ceres nuværende hældning er omkring 4 grader, så det vil ikke have så stærke sæsoneffekter i løbet af et år der (hvilket er omkring 4,6 jordår).

Hvordan Obliquity forholder sig til is

Når den aksiale tilt er lille, relativt store områder på Ceres modtager aldrig direkte sollys, især ved polerne. Disse vedvarende skyggede områder optager et område på cirka 800 kvadratkilometer (2, 000 kvadratkilometer). Men når skråningen stiger, flere af kratrene i polarområderne får direkte eksponering for solen, og vedvarende skraverede områder kun indtager 0,4 til 4 kvadratkilometer (1 til 10 kvadratkilometer). Disse områder på Ceres 'overflade, som forbliver i skygge selv ved stor skråning, kan være kold nok til at opretholde overfladeis, Dawn forskere sagde.

Disse kratere med områder, der forbliver i skygge over lange perioder, kaldes "kolde fælder, "fordi de er så kolde og mørke, at flygtige stoffer - let fordampede stoffer - der vandrer ind i disse områder, ikke kan undslippe, endda over en milliard år. En undersøgelse fra 2016 af Dawn -teamet i Nature Astronomy fandt lyst materiale i 10 af disse kratere, og data fra Dawn's synlige og infrarøde kortlægningsspektrometer indikerer, at en af ​​dem indeholder is.

Den nye undersøgelse fokuserede på polkratere og modellerede, hvordan skygger skrider frem, efterhånden som Ceres 'aksiale hældning varierer. På den nordlige halvkugle, kun to vedvarende skyggeområder forbliver i skygge ved den maksimale 20-graders hældning. Begge disse regioner har lyse aflejringer i dag. På den sydlige halvkugle, der er også to vedvarende skyggeområder ved højeste skråstilling, og en af ​​dem har klart et lyst indskud.

Skyggeområder i kontekst

Ceres er det tredje legeme i solsystemet, der har permanent skyggeområder. Merkur og Jordens måne er de to andre, og forskere mener, at de har modtaget deres is fra påvirkende kroppe. Imidlertid, Kviksølv og månen har ikke så stor variation i deres hældninger på grund af solens og jordens stabiliserende tyngdekraft, henholdsvis. Isens oprindelse i Ceres 'kolde fælder er mere mystisk - den kan komme fra Ceres selv, eller kan blive leveret af påvirkninger fra asteroider og kometer. Uanset, tilstedeværelsen af ​​is i kolde fælder kan være relateret til en svag vandatmosfære, som blev opdaget af ESA's Herschel Space Observatory i 2012-13. Vandmolekyler, der forlader overfladen, ville falde tilbage på Ceres, med en del landing i kolde fælder og ophobning der.

"Ideen om, at is kunne overleve på Ceres i lange perioder, er vigtig, da vi fortsætter med at rekonstruere dværgplanetens geologiske historie, herunder om det har afgivet vanddamp, "sagde Carol Raymond, viceforstander efterforsker ved Dawn-missionen og studieforfatter, baseret på JPL.