Водяной пар вокруг карликовой планеты

Наблюдательный материал, полученный космической обсерваторией Herschel, позволил впервые уверенно обнаружить водяной пар в окрестностях Цереры (1 Ceres) — крупнейшего объекта астероидного пояса (ее диаметр составляет около 950 км). В отличие от большинства астероидов, она имеет почти сферическую форму, поэтому ее отнесли к классу «карликовых планет», в котором оказался и Плутон (134340 Pluto), в течение 76 лет считавшийся девятой планетой Солнечной системы.

Церера предположительно имеет сложную слоистую структуру — обладает каменистым ядром и ледяной внешней мантией. Но доказать это до последнего времени не удавалось.

Факт наличия водяного льда на объектах пояса астероидов может серьезно изменить наше понимание эволюции Солнца и планет. Когда 4,6 млрд лет назад формировалась Солнечная система, в ее центральных районах было слишком жарко для существования конденсированной воды (в т.ч. льда) в области образования внутренних планет — Меркурия, Венеры, Земли и Марса. Современные космогонические теории предполагают, что вода появилась там позже, в ходе длительного периода интенсивной бомбардировки кометами и астероидами около 3,9 млрд лет назад. В то время как ни у кого из ученых не вызывает сомнений, что водяной лед содержится в кометных ядрах, сказать это об астероидах никто с уверенностью не мог. Об этом можно было только догадываться на основании «тонких намеков» — например, по обнаруженным в последнее время непрямым доказательствам проявлений кометоподобной активности этих тел.

Теперь, используя для наблюдений Цереры прибор HIFI (Heterodyne Instrument for the Far Infrared — гетеродинный датчик дальнего инфракрасного диапазона), установленный на телескопе Herschel, астрономы получили данные, которые указывают на водяные пары, выбрасываемые в виде струй, похожих на гейзеры сатурнианского спутника Энцелада.

«Впервые водяной пар был обнаружен в поясе астероидов, и это является важным доказательством того, что Церера имеет ледяную поверхность и атмосферу», — заявил руководитель исследований, представитель ESA в Испании Михаэль Кюпперс (Michael Küppers).

Хотя мощности телескопа оказалось недостаточно для получения изображений с хорошим пространственным разрешением, астрономам удалось построить карту распределения источников воды на поверхности Цереры посредством наблюдений вариаций интенсивности водных маркеров на протяжении периода ее вращения, составляющего 9 часов. Почти все они локализованы в двух регионах. «Мы оценили, что производительность всех источников составляет примерно 6 кг пара в секунду — этого достаточно, чтобы покрыть поверхность тончайшим слоем льда, который мы четко идентифицировали в двух обособленных поверхностных структурах», — заявил Лоренс О’Рурк (Laurence O’Rourke), руководитель программы исследования астероидов и комет с помощью космического телескопа Herschel (MACH-11).

Наиболее правдоподобным объяснением появления водяных паров над Церерой ученые считают процесс сублимации, при котором лед нагревается и превращается в газ без перехода в жидкую фазу. Истекающий в космос газ захватывает с собой пыль и тем самым обнажает свежий лед, постоянно «обновляя» поверхность. Подобный механизм активно используют специалисты по малым телам Солнечной системы для объяснения функционирования комет.

Альтернативой сублимационному механизму можно рассматривать криовулканизм — наличие на Церере гейзеров или ледяного вулкана.

«Открытие… водяного пара над Церерой дает нам новую информацию о том, как вода распределена в Солнечной системе. Поскольку масса Цереры составляет примерно пятую часть от общей массы пояса астероидов, этот вывод имеет важное значение не только в исследованиях малых тел, но и для получения дополнительной информации о происхождении воды на Земле», — сообщил Горан Пилбратт (Goran Pilbratt), участник группы сопровождения миссии Herschel.

После открытия Цереры ее вначале считали новой планетой. Позже она получила статус самого большого астероида. Теперь, вскоре после того, как это небесное тело «переквалифицировали» в карликовые планеты, выяснилось, что оно обладает еще и свойствами кометы.