Зонд американского космического агентства NASA Dawn ("Рассвет") впервые сфотографировал белые пятна Цереры в начале 2015 года. Часть пятен отражала до 50% падающего на них солнечного света. При этом практически сразу стало ясно, что это не водяной лёд, то есть природа этих образований была учёным неизвестна.
Позднее по всей поверхности карликовой планеты учёные насчитали около 130 ярко светящихся участков, которые чаще всего располагались в ударных кратерах.
Астрономы поначалу предположили, что свечение может иметь криовулканическое происхождение или же выдавать активные ледники. Затем выяснилось, что у пятен разная температура, и ситуация стала ещё запутаннее.
На этот раз исследователи, опираясь на данные зонда Dawn, выдвинули гипотезу, что за яркое сияние могут отвечать водяной туман и замороженные соли.
В ходе первого исследования учёные из Института исследования Солнечной системы Макса Планка сделали вывод, что яркий материал содержит сульфат магния, или гексагидрит. На Земле также существует данный минерал, только в другой модификации. Он известен под название эпсомской соли.
Руководитель первой работы Андреас Натюс (Andreas Nathues) предполагает, что у Цереры есть подповерхностный слой, богатый замороженной жидкостью, насыщенной солями. Вероятно, когда-то в прошлом удары астероидов заставили часть водяного льда сублимировать с поверхности. После чего в кратерах осталась смесь солей и не сбежавшего льда.
"То, что эти пятна обнаружены по всей поверхности Цереры, говорит о глобальной природе явления", — отмечает Натюс.
Планетологи миссии Dawn также считают, что за свечение одного из кратеров (Occator) может отвечать туман.
Кратер Occator, диаметр которого составляет около 90 километров, содержит самые яркие пятна Цереры. В его центре учёные увидели 10-километровое пятно из белого материала, глубина которого составляет порядка полукилометра. Возраст кратера учёные оценивают в 78 миллионов лет, то есть это одно из самых молодых образований карликовой планеты.
В разное время местного дня кратер выглядит по-разному, как будто туман окутывает центр кратера. В полдень он есть, а вот на рассвете и закате отсутствует. Возможно, испаряющаяся вода поднимает над поверхностью небольшие частицы пыли и остаточного льда, делают вывод исследователи.
Подтвердить или опровергнуть эту гипотезу учёные смогут, проанализировав новые данные зонда Dawn (он продолжает работу на орбите Цереры).
В ходе второй работы учёные анализировали информацию, предоставленную спектрометром межпланетного зонда в видимом и инфракрасном диапазоне. Инструмент определяет длины волн отражённого от поверхности космического тела света, а по ним можно выяснить минеральный состав пород Цереры.
Это исследование показало, что на карликовой планете присутствуют глины, содержащие аммиак. Новые данные заставляют задуматься об истории формирования Цереры.
Лёд, содержащий аммиак, давно бы испарился, так как карликовая планета для него слишком тёплая. Но молекулы аммиака могли сохраниться, образовав устойчивые соединения с минералами.
Присутствие веществ, содержащих аммиак, может говорить о том, что Церера "родилась" отнюдь не в поясе астероидов, расположенном между Марсом и Юпитером. (Напомним, что именно здесь она и "обитает".) Наличие соединений азота позволяет астрономам предположить, что карликовая планета сформировалась где-то на окраинах Солнечной системы, а потом была перетянута в пояс астероидов.
Возможен и другой вариант: на растущую в поясе астероидов Цереру мог быть стянут материал, пришедший в эту область нашей планетной системы с областей близ орбиты Нептуна. Именно там азотистые льды являются термически стабильными (холод не даёт им испаряться).
Команда Марии Кристины де Санктис (Maria Cristina De Sanctis) из Национального института астрофизики в Риме также выяснила, что дневные температуры карликовой планеты колеблются в диапазоне от -93 до -33 градусов Цельсия. Самые высокие показатели были зафиксированы в экваториальной области. То есть близ экватора слишком тепло, чтобы лёд мог сохраняться там на протяжении длительного времени, а вот минералы с аммиаком при такой температуре вполне стабильны. Учёные надеются подтвердить свои догадки, изучив новые данные зонда Dawn.
На этой неделе аппарат вышел на орбиту с высотой 385 километров от поверхности. Вскоре он при помощи своих инструментов начнёт обследовать Цереру в гамма- и инфракрасном диапазоне, изучит рассеяние нейтронов и получит гравитационные данные высокого разрешения. Планетологи также получат в своё распоряжение снимки с разрешением 35 метров на пиксель.
Все эти данные помогут гораздо лучше понять природу как загадочных белых пятен, так и других особенностей Цереры.
