Вторник, 26.11.2024
Космическая погода на текущий час
Вход в систему не произведен
 Войти /  Регистрация

Секция Совета РАН по космосу

< Россия запустит микроспутник для изучения высотных молний в 2019 году
17.12.2016 00:10 Давность: 8 yrs
Категория: Карликовые планеты
Количество просмотров: 8338

Dawn ищет на Церере водяной лед



На поверхности Цереры лед находится в смеси с каменистым грунтом, доля льда близка к 10%. Также отложения льда были найдены в холодных ловушках вечно затененных околополярных кратеров.


Владислава Ананьева

На первый взгляд, Церера – крупнейшее тело Главного пояса астероидов – лишена водяного льда. Ее поверхность темная, сухая и обильно покрыта ударными кратерами. Яркие пятна, изредка встречающиеся на дне или на стенках кратеров, образованы не льдом, а яркими солями (преимущественно содой). Однако есть несколько косвенных свидетельств в пользу присутствия водяного льда в приповерхностных слоях Цереры.

Во-первых, приповерхностный слой грунта богат атомами водорода, причем концентрация этого водорода увеличивается от средних широт к полюсам. Скорее всего, этот водород входит в состав водяного льда и гидратированных минералов. Концентрация водорода (а также калия и железа) в слое грунта толщиной около одного метра была измерена детектором нейтронов и гамма-лучей GRaND на борту КА Dawn. Согласно данным GRaND, доля водяного льда в верхнем слое грунта составляет ~10%, причем этот лед не лежит в виде отдельного слоя, а перемешан с другими минералами.

«Этот результат подтверждает предсказания, сделанные три десятилетия назад – водяной лед действительно может сохраняться в течение миллиардов лет на небольшой глубине под поверхностью Цереры, – сказал Томас Преттиман (Thomas Prettyman), научный руководитель инструмента GRaND. – Он усиливает позиции гипотезы о наличии водяного льда в составе других астероидов Главного пояса».

Содержание атомов водорода в верхнем метре поверхности Цереры по данным детектора нейтронов и гамма-лучей GRaND. Красный цвет соответствует массовой доле атомов водорода в грунте, равной 1.8%, синий цвет – массовой доле в 3.2%. Кликните на картинке, чтобы увидеть анимацию.

Соотношения концентраций водорода, железа, калия и углерода в верхнем слое Цереры говорят о том, что материал, который сейчас расположен на поверхности Цереры, когда-то был изменен воздействием жидкой воды в ее недрах. Ученые полагают, что распад радиоактивных элементов, входящих в состав карликовой планеты на ранних этапах ее эволюции, привел к ее разогреву и гравитационной дифференциации с образованием более плотного каменного ядра и богатой льдом мантии. 

Поскольку метеориты углистые хондриты также были изменены жидкой водой, ученых интересует их связь с Церерой. По всей видимости, углистые хондриты являются осколками астероидов меньших размеров, нежели Церера. В составе поверхности Цереры больше водорода и меньше железа, чем в составе углистых хондритов, возможно, потому, что более тяжелое и плотное вещество карликовой планеты утонуло, формируя ядро. Кроме того, Церера могла сформироваться дальше от Солнца, чем вещество углистых хондритов.

Во-вторых, вечно затененные кратеры вблизи полюсов могли бы стать «холодными ловушками» для водяного льда, расположенного непосредственно на поверхности Цереры. Томас Плац (Thomas Platz) из Института Макса Планка с коллегами изучил сотни кратеров, на дно которых никогда не падают прямые солнечные лучи, а температура не поднимается выше 110К. В десяти из них были обнаружены яркие отложения. Инфракрасному спектрометру КА Dawn удалось получить спектр отложений в одном из этих кратеров, который все-таки немного подсвечивался солнечными лучами – и действительно, это оказался водяной лед.

Один из кратеров вблизи северного полюса Цереры, на дно которого никогда не падают прямые солнечные лучи. Кликните на картинке, чтобы увидеть анимацию.

Таким образом, Церера пополнила собой список безатмосферных тел Солнечной системы, на полюсах которых в «холодных ловушках» сохраняются запасы водяного льда (водяной лед был также обнаружен на полюсах Меркурия и Луны). Но если на Луну и Меркурий лед приносят кометы и содержащие воду астероиды (например, углистые хондриты), то происхождение льда в холодных ловушках Цереры менее очевидно. Возможно, водяной пар, медленно просачиваясь из недр Цереры, испаряется с поверхности более теплых областей, а дальше частично улетучивается в космос, а частично осаждается в холодных ловушках у полюсов.

Путь отдельных молекул водяного пара, испарившихся с поверхности Цереры, а затем попавших в холодные ловушки у полюсов и осевших там.

Комментарии

Комментарии

Вход в систему

Введите имя пользователя и пароль для входа в систему:
Вход в систему

Забыли пароль?

Закон Вина

(назван по имени немецкого физика Вильгельма Карла Вернера Вина - W. K. V. Wien 1864-1928) Закон гласит, что длина волны, на которую приходится максимальная интенсивность электромагнитного излучения... [далее]

Rambler's Top100