Modellering afslører, hvordan dværgplaneten Ceres driver uventet geologisk aktivitet

I lang tid var vores syn på Ceres uklar, sagde Scott King, en geovidenskabsmand ved Virginia Tech College of Science. En dværgplanet og det største legeme fundet i asteroidebæltet - området mellem Jupiter og Mars plettet med hundredtusindvis af asteroider - Ceres havde ingen kendelige overfladetræk i eksisterende teleskopiske observationer fra Jorden.

Så, i 2015, kom den diset kugle, der var Ceres, til syne. Den opfattelse var fantastisk for videnskabsmænd som King. Data og billeder indsamlet af NASAs Dawn-mission gav et klarere billede af overfladen, inklusive dens sammensætning og strukturer, som afslørede uventet geologisk aktivitet.

Forskere havde set den generelle størrelse af Ceres i tidligere observationer. Det var så lille, at det blev antaget at være inaktivt. I stedet opdagede Dawn et stort plateau på den ene side af Ceres, der dækkede en brøkdel af dværgplaneten, svarende til hvad et kontinent kan optage på Jorden. Omkring den var der sprækker i klipper samlet på ét sted. Og der var synlige spor af en havverden:aflejringer over hele overfladen, hvor mineraler havde kondenseret, da vand fordampede - mærket af et frysende hav.

En professor ved Institut for Geovidenskab, King, som for det meste studerer større legemer såsom planeter, ønskede at vide, hvordan et legeme så lille som Ceres kunne generere den varme, der er nødvendig for at drive den slags geologisk aktivitet og redegøre for de overfladeegenskaber, der opfanges af Daggry.

Gennem modellering fandt han og et team af forskere fra flere universiteter såvel som United States Geological Survey og Planetary Science Institute, at henfaldet af radioaktive elementer i Ceres indre kunne holde det aktivt. Deres resultater blev for nylig offentliggjort i AGU Advances .

Kings undersøgelse af store planeter som Jorden, Venus og Mars havde altid vist ham, at planeter starter varmt. Kollisionen mellem objekter, der danner en planet, skaber den første varme. Ceres, derimod, blev aldrig stor nok til at blive en planet og generere varme på samme måde, sagde King. For at lære, hvordan det stadig kunne generere nok varme til at drive geologisk aktivitet, brugte han teorier og beregningsværktøjer, der tidligere blev anvendt på større planeter, til at studere Ceres' indre, og han ledte efter beviser, der kunne understøtte hans modeller i data returneret af Dawn-missionen.

Holdets model af dværgplanetens indre viste en unik sekvens:Ceres startede koldt og varmede op på grund af henfaldet af radioaktive grundstoffer såsom uran og thorium – som var alene nok til at drive dets aktivitet – indtil det indre blev ustabilt.

"Det, jeg ville se i modellen, er, at lige pludselig vil den ene del af interiøret begynde at varme op og bevæge sig opad, og så vil den anden del bevæge sig nedad," sagde King.

Den ustabilitet kunne forklare nogle af de overfladetræk, der var dannet på Ceres, som afsløret af Dawn-missionen. The large plateau had formed on only one side of Ceres with nothing on the other side, and the fractures were clustered in a single location around it. The concentration of features in one hemisphere signaled to King that instability had occurred and had left a visible impact.

"It turned out that you could show in the model that where one hemisphere had this instability that was rising up, it would cause extension at the surface, and it was consistent with these patterns of fractures," King said.

Based on the team's model, Ceres didn't follow a planet's typical pattern of hot first and cool second, with its own pattern of cool, hot, and cool again. "What we've shown in this paper is that radiogenic heating all on its own is enough to create interesting geology," King said.

He sees similarities to Ceres in the moons of Uranus, which a study commissioned by NASA and the National Science Foundation recently deemed high priority for a major robotic mission. With additional improvements to the model, he looks forward to exploring their interiors as well.

"Some of these moons are not too different in size from Ceres," King said. "I think applying the model would be really exciting." + Udforsk yderligere

Dawn explores Ceres' interior evolution