Загадки маленькой планеты

В 1800 г. особая группа астрономов под романтическим названием «Небесная стража», состоящая из 24 ученых начала поиски недостающей планеты Солнечной системы при помощи самых мощных телескопов своего времени. Оптимизм исследователей был основан на так называемом правиле Тициуса — Боде, согласно которому в соотношении радиусов орбит вращающихся вокруг Солнца планет наблюдается некоторая закономерность. Все известные на тот момент планеты, включая открытый в 1781 г. Уран, прекрасно соответствовали этому правилу, и только между Марсом и Юпитером зияла дыра. Ученые ринулись на поиски пропущенной, пятой от Солнца планеты.

Загадки маленькой планетыНаучно-популярные каналы : путеводительНовости популярной науки12 марта

На самом деле правило Тициуса — Боде, в том виде, в котором оно было сформулировано в XVIII в. применимо не во всех случаях. Из созданной тогда модели выпадает планета Нептун, неприменима она в полной мере и к спутникам планет, и к экзопланетам. Сейчас используют более общие теории, частным случаем которых является старое правило, но тогда, на заре XIX ст. оно даже сверх ожидаемого. Вместо одной планеты изумленные ученые обнаружили целую россыпь маленьких планеток. Первой, в январе 1801 года открыли самую крупную из них - Цереру.

Масса Цереры составляет 32 % от общей массы всего главного пояса астероидов, но при этом она в 6 000 тыс. раз меньше массы Земли. Экваториальный радиус – 481,1 км. В отличие от своих соседей по поясу астероидов, имеющих неправильную форму, она является почти правильной сферой. Согласно номенклатуре её следует называть не астероидом, а карликовой планетой.

Видимый диск Цереры очень мал, поэтому первые подробности удалось разглядеть только в конце XX в. с помощью орбитального телескопа «Хаббл». Тогда на поверхности было обнаружено несколько небольших светлых пятен округлой формы и довольно большой яркости. Предположили, что Церера имеет каменное ядро и ледяную мантию. Поверхность, по всей видимости, покрыта ледяным риголитом, льдом, подвергшимся своего рода выветриванию. Также на планете-крошке обнаружили некое подобие атмосферы, очень разреженной. В январе 2015 г. с помощью инфракрасного телескопа «Гершель» там были обнаружены сгустки водяного пара. Данное явление — большая редкость в Солнечной системе, до сих пор было известно всего три небесных тела, где наблюдается так называемая водная активность: Земля, Энцелад и Европа. Радиотелескопом в Аресибо несколько раз проводилось исследование Цереры в диапазоне радиоволн.

Обратите внимание: Пилотируемые миссии на Марс: как безопасно добраться до Красной планеты и вернуться обратно.

По характеру отражения радиоволн было установлено, что поверхность Цереры довольно гладкая, видимо, за счет высокой эластичности ледяной мантии.

Но на подходе был более надёжный источник информации 27 сентября 2007 года к карликовой планете отправился космический аппарат Dawn («Рассвет»). Сперва он задержался на орбите Весты, четвертого по величине астероида, составляющего приблизительно десятую часть массы пояса. Здесь он провел чуть больше года, с июля 2011 г. по сентябрь 2012-го, и лишь после этого взял курс на Цереру, куда прибыл в марте 2015 г.

Выбор пал именно на эти небесные тела не только из-за того, что они относятся к крупнейшим в Поясе астероидов, но и потому, что, по мнению специалистов, они являются протопланетами, своего рода зародышами планет, образовавшимися еще в протопланетарном диске на ранней стадии формировании Солнечной системы. В пределах орбиты Нептуна таких небесных тел насчитывают всего три. Третьим является астероид Паллада. Возможно также, что протопланеты имеются в поясе Койпера. Их ровесники давно исчезли, сталкиваясь друг с другом и служа строительным материалом для других небесных тел, в том числе для полноценных планет. земного типа. Но Веста и Церера претерпели сравнительно небольшие изменения с момента своего возникновения на ранней стадии формирования Солнечной системы и являются как бы записью информации из прошлого. Весь проект иногда полушутя называют «путешествием к началу Солнечной системы».

Кроме того, важно, что Веста и Церера представляют два разных типа небесных тел. Веста относится к астероидам, которые называют «сухими», так как их образуют в основном скальные породы. Предположительно, она имеет металлическое (иридиево-никелевое) ядро и мантию и кору, состоящие из оливинов. В составе Цереры, как уже говорилось выше, немалую долю занимает водяной лед, такие небесные тела астрономы называют «влажными».

Еще до того, как аппарат вышел на орбиту Весты, он направил на Землю ряд фотографий, которые делались по мере приближения к астероиду. После выхода на орбиту Dawn несколько раз сокращал ее радиус и, наконец, оказался на высоте всего 210 км над поверхностью астероида. Было сделано множество снимков с высоким разрешением, а также проведены исследования с помощью гамма-излучения и нейтронных детекторов. Это позволило составить замечательные по точности топографические и геологические карты Весты, установить примерные размеры ее ядра.

6 марта 2015 года Dawn захвачен гравитационным полем Цереры на расстоянии 60600 км от неё, 23 апреля перешёл на круговую орбиту в 13,6 тыс. км, 17 августа - на третью орбиту 1470 км. 8 декабря он закончил снижение до высоты 385 км. 1 ноября 2018 года аппарат исчерпал возможности для маневров, но до сих пор находится на орбите и будет находиться там ещё долго.

С помощью космического аппарата удалось разглядеть на поверхности много всего интересного. Например, там имеется очень высокая (4, 5 км) гора, которая по всей видимости является криовулканом. Ещё на карликовой планете обнаружилось обширное плато, окружённое сетью трещин. Эти и другие признаки геологической активности столь небольшого небесного тела уже не удивляют учёных так сильно как раньше. Представление, что недра карликовых планет и лун должны быть насквозь промёрзшими и неподвижными, поскольку не хватает массы для их разогрева, неоднократно опровергнуты наблюдениями. Можно вспомнить гигантский каньон, едва не расколовший пополам спутник Плутона Харон, или загадочную Стену Япета, бесспорные свидетельства геологической активности. Однако о причинах этой активности по-прежнему ведутся жаркие споры, и не исключено даже, что причина эта в каждом отдельном случае своя.

Недавно группа учёных из Технологического института Вирджинии (США) создала модель, согласно которой недра Цереры могли разогреваться за счёт распада радиоактивных элементов, урана и тория. Причём, процесс был ассиметричный. Тепло в основном концентрировалось в одном полушарии, что усиливало тектоническое напряжение.

Автор: Наталья Беспалова

Загадки маленькой планетыПутеводитель по каналу «Кот-учёный». 2021Кот-ученый3 января

Читателям, интересующимся историей техники, Кот рекомендует сайт Сергея Мороза.

#астрономия #космос #астероиды #космический аппарат #церера

Больше интересных статей здесь: Космос.

Источник статьи: Загадки маленькой планеты.

Написать комментарий