Самый близкий взгляд на Цереру

В декабре 2015 г. американский космический аппарат Dawn перешел на рабочую орбиту вокруг карликовой планеты Церера (1 Ceres) высотой 385 км, что примерно равно высоте полета Международной космической станции. На этой орбите, согласно планам миссии, он останется навсегда — по крайней мере, до тех пор, пока его не «собьет с курса» столкновение со случайным метеоритом или гравитационное возмущение от какого-то более крупного тела. На протяжении как минимум полугода зонд производил съемку поверхности крупнейшего объекта главного астероидного пояса с разрешением до 35 м на пиксель в видимом и инфракрасном диапазонах, а также регистрацию гамма-лучей, нейтронов и гравитационных аномалий.

На этом мозаичном изображении Цереры условными цветами выделены участки с различным химическим составом поверхности. Диаметр кратера Оккатор, в котором расположено самое яркое пятно, состоящее в основном из солей магния, равен 92 км. Для составления мозаики использованы снимки, сделанные с расстояния около 4400 км.

Результаты анализа последних наблюдений аппарата опубликованы в двух номерах журнала Nature. Они наконец-то в некоторой мере проливают свет на природу загадочных ярких пятен, обнаруженных практически на всей поверхности карликовой планеты. Крупнейшее из них находится в кратере Оккатор (Occator). Авторы одной из публикаций высказали предположение, что эти особенности ландшафта представляют собой отложения соли — точнее, сложной смеси солей с преобладанием сульфата магния MgSO4.

На поверхности Цереры уже найдено более 130 подобных светлых пятен, самые яркие из них отражают свыше 50% падающего света. Большинство этих образований связано с кратерами. Авторы исследования во главе с Андреасом Нэтью из Института Макса Планка по изучению Солнечной системы (Andreas Nathues, Max-Planck-Institut für Sonnensystemforschung, Göttingen, BRD) отождествляют этот белый материал с разновидностью сульфата магния под названием «гексагидрит», в которой молекула соли связана с шестью молекулами воды. Анализируя изображения, полученные зондом ранее, ученые предполагают, что отложения этого соединения возникли в далекие исторические эпохи после испарения водяного льда. Его появление, в свою очередь, связано с мощными взрывными процессами, происходившими при столкновениях карликовой планеты с более мелкими астероидами и их обломками.

Пятна, сильно отличающиеся по размерам и яркости, распространены на поверхности Цереры практически повсеместно — это позволяет предполагать наличие глобального подповерхностного соленого океана или, по крайней мере, водоносного слоя (как вариант — слоя вечной мерзлоты). Сама поверхность в основном окрашена в темно-серый цвет, местами имеющий коричневатый оттенок. Ожидалось, что на ней могут быть отложения водяного льда или инея, но однозначных наблюдательных подтверждений этому пока нет.

Перспективный вид кратера Оккатор, построенный по его цифровой трехмерной модели. На дне видны несколько светлых областей. Вблизи центра присутствует типичное образование «кратер в кратере» диаметром примерно 10 км и глубиной 0,5 км, содержащее белое вещество.

Особо интересным объектом исследований является уже упомянутый кратер Оккатор диаметром чуть больше 90 км. Согласно недавно построенным трехмерным моделям, его центральная впадина размером около 10 км заглублена примерно на полкилометра. Темные полосы, пересекающие кратер, могут быть разломами коры карликовой планеты. Заметны также остатки центрального пика высотой до 0,5 км. Крутые стены кратерного вала, многочисленные террасы и оползни позволяют утверждать, что в данном случае мы имеем дело с одним из самых молодых образований Цереры: его возраст оценивается в 78 млн лет.

Интересно, что на некоторых снимках, сделанных под большими углами к вертикали, вблизи дна Оккатора просматриваются признаки диффузного тумана. Дымка лучше заметна после полудня (по местному времени), отсутствуя на рассвете и закате. Это напоминает активность на поверхности кометы, где мельчайшие частицы пыли поднимаются с водяным паром. Однако причины появления дымки могут быть и несколько иными: в состав ярких отложений предположительно входят соли аммония, разлагающиеся при нагревании с выделением аммиака, но после охлаждения снова образующие кристаллическое вещество.

Такое предположение вполне уместно, исходя из того, что сотрудники группы сопровождения миссии Dawn, проанализировав полученные спектральные данные, нашли доказательства присутствия на Церере обогащенных аммиаком глин. Если это открытие удастся подтвердить, встанет вопрос о том, в какой области Солнечной системы сформировалась ближайшая к Солнцу карликовая планета. Наличие аммиачных соединений повышает вероятность того, что это произошло не в главном поясе астероидов между орбитами Марса и Юпитера, где она в настоящее время «обитает», а за пределами орбиты Нептуна, где значительно выше концентрация азота и соответственно его производных (в первую очередь аммиака).

«Темные» участки Цереры также оказались достаточно интересными: при сравнении спектров света, отраженного от них и от некоторых упавших на Землю метеоритов, ученые обнаружили определенное сходство, особенно выраженное в случае углистых хондритов (хотя в части спектральных диапазонов наблюдаются и существенные различия). Отмечается также тот факт, что массовое содержание воды в метеоритах данного класса составляет 15-20%, в то время как для карликовой планеты этот показатель достигает 30%. Возможно, она сохранила больше летучих веществ, или же в процессе формирования «вобрала» в себя больше воды из обогащенного летучими веществами протопланетного облака.

Исследование также показывало, что диапазон изменений дневных температур на Церере довольно велик — от 180 до 240 градусов Кельвина (-93…-33°C). Максимальные температуры, как и ожидалось, зарегистрированы в экваториальных областях, слишком теплых для того, чтобы водяной лед на поверхности сохранялся там в течение длительного времени. Наличие «открытого» льда вблизи полюсов пока не подтверждено.