Таємничий світ Церери

Вітання і прощання водночас: 6 березня, після польоту крізь пояс астероїдів, що тривав 2, 5 роки, космічний апарат НАСА Dawn нарешті досягнув Цереру, карликову планету; майже відразу її поглинула темрява. З огляду на те, що космічний зонд наблизився до своєї цілі з темного боку, система камер на борту не могла зробити жодного фото впродовж 5 тижнів. Зараз Цереру знову видно. Знімки, зроблені всередині квітня, дають змогу побачити північний поліс карликової планети. Наступне питання, на яке науковці намагатимуться знайти відповідь: чи ховається під сірою поверхнею Церери лід? 

Вид на північний полюс: у верхній частині зображення Церери видно яскраві плями, як на знімках з фази наближення. Фотографія зроблена 15 квітня з відстані 22 000 км.

Місія американського космічного корабля «Світанок», що стартувала 27 вересня 2007 р., – на вирішальній фазі. Одне з актуальних запитань, яке цікавить зокрема й залучених до проекту науковців з Інституту досліджень Сонячної системи імені Макса Планка, – питання про існування церерівського льоду. Чи ховається під сірою поверхнею карликової планети шар замерзлої води? Чи постачає найбільше тіло поясу астероїдів водяну пару в Всесвіт? Впродовж наступних тижнів Dawn може доповнити наше уявлення про розподіл води в Сонячній системі вирішальною частинкою пазла.

Попередні зображення Церери демонструють лише маленький кусок її поверхні, велика частина північної півкулі залишалася в тіні. Проте, як і знімки з фази наближення до планети, що була на початку року, нові фото дають змогу поринути в таємничий світ Церери.

Як і більшість «мешканців» поясу астероїдів, Церера вкрита кратерами – свідченнями постійного бомбардування маленькими уламками. Проте її кратери не є звичайними. На підставі вивчення їхньої точної форми, геологи роблять припущення про матеріал, з якого складаються шари поверхні планети.

«На Церері винятково багато кратерів центрального піку», – каже Андреас Нетьюс (Andreas Nathues), очількик команди Dawn в Інтистуті імені Макса Планка, що аналізувала дані з камери. Подібні структури є й в кратерах Землі, Місяця й супутника Сатурна Мімаса, але не так часто зустрічаються в кратерах середньої величини. Згідно з аналізом, багато кратерів Церери, радше, пласкі.

Це все може бути вирішальним у пошуку відповіді на запитання, яке виникає: чи є там лід? Чи вказують кратерні структури на легкий, що легко піддається впливам, рідкий ґрунт планети? Дослідження загальної щільності карликової планети пришвидшують розвідки Церери. Уламок, майже 950 км завбільшки, виявився значно меншої густини, ніж скеляста планета всередині Сонячної системи. Підземна вода – все одно, чи замерзла, чи рідка – могла б до цього спричинитися.

На початку 2014 р. мала місце ще одна сенсація: космічна обсерваторія «Гершель» помітила воду навколо карликової планети. Чи була вона випарувана з поверхні Церери в космос? Чи це тільки свідчення кріовулканізму? Ця форма вулканізму властива Сонячній системі, зокрема крижаним супутникам Юпітера і Сатурна. Замість гарячої лави, як в земних вулканах, тут зсередини тіла парують інші речовини.

Церера, все ж, є незвичайною. Багато науковців в круглих уламках вбачають сполучну ланку між кам’янистими тілами всередині Сонячної системи та багатими на воду карликовими планетами й супутниками далеко за її межами. Церера могла б допомогти зрозуміти, як при народженні планетної системи виникає така дихотомія, й де точно проходять межі між двома областями.

Впродовж минулих місяців не лише науковці з інтересом дивилися на білі плями церерової поверхні. Перші свідчення про структуру поверхні мали місце вже в січні 2015 р., з відстані понад 230 тисяч км.

 «Плями відбивають принаймні 40 % світла, що падає, і, як згодом виявилося, спричинені виключно кратерами», – каже Андреас Нетьюс. Змінки з кращими роздільною здатністю й спектром наступних тижнів і місяців повинні вияснити, чи удари оголюють тут схований під землею лід.

Для своєї наукової місії  «Світанок»  оснастили вимірювальними приладами. «GraND» – детектор гамма-випромінювання та нейтронів – мусить виявити присутність певних елементів, зокрема магнію, силіцію, кисню й льоду. Спектрометр «VIR» досліджуватиме видиме й інфрачервоне електромагнітне випромінювання, яке Церера відбиває у космос. На підставі цього можна буде отримати інформацію про мінералогічний склад й температуру поверхні.

За тривалу фотозйомку, що повинна зробити десятки тисяч фото до кінця місії, відповідає наукова система камер. Її розробили науковці з Геттінгенського Інституту імені Макса Планка. З її даних можна буде конструювати топографічні карти й моделі ландшафтів. І не тільки. Оснащена сімома кольоровими фільтрами система камер зможе також відфільтровувати певні спектри довжин хвилі відбитого видимого світла. Ці спектри містять характерні відбитки пальців мінералів і дають змогу вияснити склад поверхні.

«Ландшафти Церери є різноманітнішими, ніж здається на перший погляд», – розповідає Андреан Нетьюс. Перші карти спектрального розподілу засвідчують значні варіації. Дані з кращою роздільною здатністю науковці отримають наприкінці травня. Тоді Dawn наблизиться до Церери на 13, 5 тисяч км. В процесі місії відстань між ними має скоротитися до 370 км.  

Для науковців це хвилюючий час. Якось вони вже переживали фазу наближення до космічного тіла апарату «Світанок». У липні 2011 р. зонд досяг своєї першої мішені: великого астероїда Веста, його траєкторія в поясі астероїдів проходить на 60 млн км ближче до Сонця, ніж Церери. Тоді розвідник натрапив на кам’яний, геологічно різноманітний світ: з великими басейнами, паралельними ріллями й найвищою в Сонячній системі горою – 22 км.

«Світанок» – перша місія в історії космічних польотів, яка рухається від одної до іншої траєкторії двох позаземних тіл. Це стало можливим не в останню чергу завдяки розвитку техніки. На відміну від інших космічних кораблів, Dawn не лише має хімічний ракетний мотор, а й використовує роботу іонного двигуна: іонізований в магнітному полі атомів ксенону.

Проте головне досягнення «Світанку» те, що вперше космічний зонд супроводжує карликову планету. «Такий тип небесних тіл може багато розповісти про виникнення й розвиток Сонячної системи», – каже Нетьюс.

Карликові планети є свого роду гібридами: замаленькі, щоби бути планетами, та завеликі як на астероїд. Науковці сподіваються, що в них законсервувалася рання стадія виникнення планети.

Наближення Dawn до Церери збігається з кульмінацією й іншої космічної місії: у липні зонд НАСА  «Нові горизонти» (New Horizons) має на відстані 9 600 км пролетіти повз іншу карликову планету – Плутон. Він вперше зблизька досліджуватиме її з зовнішнього боку Сонячної системи. Це також може змінити наше уявлення про космічну батьківщину.  

Зреферувала Соломія КРИВЕНКО

Джерело: www.mpg.de.