Nowe badania sugerują, że Ceres była kiedyś światem oceanicznym

Ceres, największy obiekt pasa planetoid, który znajduje się między orbitami Marsa i Jowisza, może mieć skorupę składającą się nawet w 90 proc. z lodu wodnego. Naukowcy uważają, że ta planeta karłowata prawdopodobnie była niegdyś światem oceanicznym, jak okrążająca Jowisza Europa.

Ceres to planeta karłowata krążąca w pasie planetoid między Marsem a Jowiszem. Ma 939 metrów średnicy, co czyni ją największym obiektem w pasie planetoid. Uważa się, że masa Ceres stanowi jedną trzecią masy wszystkich obiektów pasa. Gdy Giuseppe Piazzi odkrył Ceres w 1801 roku, była określana jako planeta. Z czasem zaczęto ją określać jako planetoidę, ale gdy w 2006 roku Międzynarodowa Unia Astronomiczna wprowadziła termin planety karłowatej, Ceres zaliczono właśnie do tej grupy.

W nowych badaniach astronomowie ustalili, że skorupa Ceres może składać się nawet w 90 proc. z lodu wodnego. Dotychczas uważano, że co prawda lód wodny występuje na tej planecie karłowatej, ale jest go tam znacznie mniej. Sugerować to miały widoczne kratery uderzeniowe na powierzchni, co według wcześniejszych koncepcji oznaczało, że Ceres nie może być lodowym obiektem. Wyniki oraz opis badań ukazał się na łamach pisma "Nature Astronomy".

Naukowcy z Purdue University i NASA Jet Propulsion Lab ustalili, że Ceres ma brudną skorupę lodową. Brudną, czyli z domieszką skał i pyłów. - Uważamy, że w pobliżu powierzchni Ceres znajduje się dużo lodu wodnego i że jest go coraz mniej w miarę zwiększania głębokości – powiedział Mike Sori z Purdue University. - Ludzie kiedyś myśleli, że jeśli Ceres jest lodowym światem, to kratery uderzeniowe z czasem się zdeformują, jak lodowce płynące po Ziemi lub jak lepki miód. Jednak w naszych symulacjach pokazaliśmy, że lód może być znacznie mocniejszy w warunkach panujących na Ceres niż wcześniej przewidywano. Wystarczy dodać odrobinę litej skały – dodał Sori.

Dalsza część artykułu pod materiałem wideo

Dotychczas uważano, że jeśli powierzchnia składałaby się z lodu wodnego, to z czasem powinna się stopniowo odkształcić i stać się gładsza, a kratery płytsze. Kiedy realizowana przez NASA misja Dawn dotarła do Ceres w 2015 roku, przesłała obrazy dobrze uformowanych kraterów bez żadnych oznak erozji. Uważano wówczas, że gdyby Ceres była lodowym światem, naukowcy nie powinni zobaczyć tych struktur.

Odkrycia zespołu podważają wcześniejsze założenia. Dotychczas uczeni uważali, że Ceres składa się w mniej niż 30 proc. z lodu wodnego. Tymczasem nowe szacunki wskazują, że lodu wodnego jest tam znacznie więcej. W niedawnej publikacji naukowcy sugerują, że powierzchnia Ceres składa się aż w 90 proc. z lodu.

Grupa w swoich badaniach wykorzystała symulacje komputerowe oraz dane zebrane przez sondę Dawn. Uczeni sprawdzali, jak kratery uderzeniowe na Ceres deformują się na przestrzeni milionów lat. Odkryli, że wystarczy odrobina brudu – pyłu i fragmentów skał zmieszanych z lodem, aby nadać mu wystarczającą wytrzymałość, żeby kratery uderzeniowe utrzymały się na powierzchni przez bardzo długi czas.

- W długich skalach czasowych nawet ciała stałe będą płynąć, a lód płynie łatwiej niż skała. Nasze symulacje komputerowe uwzględniają nowy sposób, w jaki płynie lód z niewielką ilością zanieczyszczeń. Pokazały, że bogata w zanieczyszczony lód skorupa ledwo poruszyła się nawet przez miliardy lat. W symulacjach mogliśmy uzyskać bogatą w lód Ceres, która nadal pasuje do zaobserwowanego braku wygładzenia kraterów – powiedział Sori.

W symulacjach uczeni przetestowali różne struktury skorupy i odkryli że gradacyjna skorupa z wysoką zawartością lodu w pobliżu powierzchni, w której lodu jest coraz mniej wraz z głębokością, była najlepszym sposobem na utrzymanie kraterów na Ceres.

Badacze uważają, że nawet ponad 90 procent skorupy planety karłowatej może składać się z lodu wodnego, co daje pewien wgląd w pokryte lodem oceaniczne światy. A w Układzie Słonecznym jest ich kilka. To chociażby Europa i Ganimedes krążące wokół Jowisza czy księżyc Saturna Enceladus.

Te obiekty mają grubą skorupę lodu, pod którą, jak się uważa, znajduje się ocean ciekłej wody utrzymywany dzięki ciepłu generowanemu przez oddziaływanie grawitacyjne między księżycami a planetą. Ceres nie krąży wokół planety, co oznacza, że ​​nie ma aktywności pływowej, która generowałaby ciepło potrzebne do podtrzymania wody w stanie ciekłym. Jeśli był tam kiedykolwiek ocean, to obecnie byłby on całkowicie zamarznięty.

- Różne cechy powierzchni sugerują, że bliskie podpowierzchniowe warstwy Ceres zawierają dużo lodu – przyznał Ian Pamerleau z Purdue University. - Dane spektrograficzne pokazują również, że pod regolitem na planecie karłowatej powinien znajdować się lód, a dane grawitacyjne dają wartość gęstości bardzo zbliżoną do gęstości lodu, w szczególności lodu zanieczyszczonego – dodał.

- Nasza interpretacja tego wszystkiego jest taka, że ​​Ceres była kiedyś światem oceanicznym jak Europa, ale z brudnym, błotnistym oceanem. Gdy ten błotnisty ocean zamarzł z czasem, utworzył lodową skorupę z odrobiną uwięzionego w niej materiału skalnego – powiedział Sori. - Dla mnie najbardziej ekscytującą częścią tego wszystkiego, jeśli oczywiście mamy rację, jest to, że mamy zamarznięty oceaniczny świat dość blisko Ziemi. Ceres może być cennym punktem odniesienia dla oceanicznych lodowych księżyców zewnętrznego Układu Słonecznego, takich jak księżyc Jowisza Europa czy księżyc Saturna Enceladus. Uważamy, że Ceres jest najbardziej dostępnym lodowym światem we Wszechświecie. To czyni go doskonałym celem przyszłych misji. Niektóre z jasnych cech, które widzimy na powierzchni Ceres, to pozostałości błotnistego oceanu, obecnie w większości lub całkowicie zamarzniętego. Mamy więc miejsce do zbierania próbek z oceanu starożytnego świata oceanicznego, do którego nie jest zbyt trudno wysłać statek kosmiczny – podkreślił Sori.

Źródło: Purdue University, Science Alert

Twórz treści i zarabiaj na ich publikacji. Dołącz do WP Kreatora