Ceres midlertidig atmosfære forbundet med solaktivitet

Forskere har længe troet, at Ceres kan have en meget svag, forbigående atmosfære, men mysterier dvælede om dens oprindelse, og hvorfor den ikke altid er til stede. Nu, forskere antyder, at denne midlertidige atmosfære ser ud til at være relateret til solens adfærd, frem for Ceres' nærhed til solen. Undersøgelsen blev udført af forskere fra NASAs Dawn-mission og andre, der tidligere har identificeret vanddamp ved Ceres ved hjælp af andre observatorier.

"Vi tror, ​​at forekomsten af ​​Ceres' forbigående atmosfære er et produkt af solaktivitet, " sagde Michaela Villarreal, hovedforfatter af den nye undersøgelse i Astrofysiske tidsskriftsbreve og forsker ved University of California, Los Angeles.

Ceres er det største objekt i asteroidebæltet, der ligger mellem Mars og Jupiter. Når energiske partikler fra solen ramte udsat is og is nær overfladen af ​​dværgplaneten, det overfører energi til vandmolekylerne, når de støder sammen. Dette befrier vandmolekylerne fra jorden, giver dem mulighed for at flygte og skabe en spinkel atmosfære, der kan vare i en uge eller deromkring.

"Vores resultater har også betydning for andre luftløse, vandrige legemer i solsystemet, inklusive månens polare områder og nogle asteroider, " sagde Chris Russell, hovedefterforsker af Dawn-missionen, også på UCLA. "Der kan forventes atmosfæriske udslip fra deres overflader, også, når solaktiviteten bryder ud."

Før Dawn ankom i kredsløb til Ceres i 2015, beviser for en atmosfære var blevet opdaget af nogle observatorier på bestemte tidspunkter, men ikke andre, tyder på, at det er et forbigående fænomen. I 1991, International Ultraviolet Explorer-satellitten detekterede hydroxylemission fra Ceres, men ikke i 1990. Så i 2007, European Southern Observatory's Very Large Telescope søgte efter en hydroxidemission, men kom tom op. European Space Agency's Herschel Space Observatory opdagede vand i den mulige svage atmosfære, eller "eksosfære, " af Ceres ved tre lejligheder, men gjorde det ikke på et fjerde forsøg.

Da Dawn begyndte sin grundige undersøgelse af Ceres i marts 2015, forskere fandt rigeligt med beviser for vand i form af is. Rumfartøjets gammastråle- og neutrondetektor (GRaND) ​​har fundet ud af, at den øverste overflade er rig på brint, hvilket er i overensstemmelse med brede vidder af vandis. Denne is er tættere på overfladen på højere breddegrader, hvor temperaturen er lavere, fandt en undersøgelse fra 2016 offentliggjort i tidsskriftet Science. Is er blevet påvist direkte ved det lille lyse krater kaldet Oxo og i mindst et af de kratere, der vedvarende er i skygge på den nordlige halvkugle. Anden forskning har antydet, at vedvarende skyggede kratere sandsynligvis rummer is. Derudover formerne af kratere og andre træk stemmer overens med et betydeligt indhold af vandis i skorpen.

På grund af disse beviser for rigelig is, mange videnskabsmænd tror, ​​at Ceres' exosfære er skabt i en proces, der ligner den, der sker på kometer, selvom de er meget mindre. I den model, jo tættere Ceres kommer på solen, jo mere vanddamp frigives på grund af is, der sublimerer nær eller ved overfladen.

Men den nye undersøgelse tyder på, at kometlignende adfærd muligvis ikke forklarer blandingen af ​​påvisninger og ikke-detekteringer af en svag atmosfære.

"Sublimation er sandsynligvis til stede, men vi tror ikke, det er væsentligt nok til at producere mængden af ​​exosfære, som vi ser, " sagde Villarreal.

Villarreal og kolleger viste, at tidligere påvisninger af den forbigående atmosfære faldt sammen med højere koncentrationer af energiske protoner fra solen. Ikke-detekteringer faldt sammen med lavere koncentrationer af disse partikler. Hvad mere er, de bedste påvisninger af Ceres' atmosfære fandt ikke sted ved dens nærmeste nærme sig solen. Dette tyder på, at solaktivitet, snarere end Ceres' nærhed til solen, er en vigtigere faktor i at skabe en exosfære.

Forskningen begyndte med en 2016 Videnskab undersøgelse ledet af Chris Russell. Studiet, ved hjælp af GRaND -data, foreslog, at i en seks-dages periode i 2015, Ceres havde accelereret elektroner fra solvinden til meget høje energier.

I sin bane, Ceres kommer i øjeblikket tættere på solen. Men solen er nu i en særlig stille periode, forventes at vare i flere år endnu. Da deres resultater indikerer, at Ceres' exosfære er relateret til solaktivitet, undersøgelsesforfattere forudsiger, at dværgplaneten vil have lidt eller ingen atmosfære i nogen tid. Imidlertid, de anbefaler, at andre observatorier overvåger Ceres for fremtidige emissioner.

Dawn er nu i sin udvidede mission og studerer Ceres i en meget elliptisk bane. Ingeniører manøvrerer rumfartøjet til et andet orbitalplan, så Ceres kan ses i en ny geometri. Det primære videnskabelige mål er at måle kosmiske stråler for at hjælpe med at bestemme, hvilke kemiske grundstoffer der ligger nær overfladen af ​​Ceres. Som en bonus, sidst i april, solen vil være lige bag Dawn, når rumfartøjet er i en højde på omkring 12, 300 miles (20, 000 kilometer). Ceres vil se lysere ud end før i den konfiguration, og måske afsløre flere hemmeligheder om dens sammensætning og historie.