Ceres, med næsten 1.000 km (620 miles) i diameter, er den største krop i asteroidebæltet. Mellem 2015 og 2018 besøgte NASAs iondrevne Dawn-rumfartøj dværgplaneten og ledte efter ledetråde for at hjælpe os med at forstå, hvordan vores solsystem blev dannet. Ceres er den første dværgplanet nogensinde besøgt af et rumfartøj.
Nu hvor forskere har arbejdet med dataene fra Dawn, begynder vi at se, hvor usædvanlig Ceres er. En af de mest chokerende af Dawns fund er vulkanen Ahuna Mons, en funktion, der synes ude af sin plads i denne lille verden. Nu har videnskabsmænd fra det tyske rumfartscenter (DLR) fundet ud af, hvordan denne underlige egenskab dannede sig på denne spændende lille planet.
"I dette område er det indre af Ceres ikke solidt og stift, men bevægende og i det mindste delvist flydende."
Wladimir Neumann, DLR Institut for Planetarisk Forskning.
Ahuna Mons stiger 4 km (2,5 miles) fra overfladen af Ceres. Det er siderne er glatte og uden funktion, et signal om, at vulkanen dannede for nylig og ikke har været der længe nok til at få det kraterede udseende på resten af Ceres overflade. Efter at have målt Ceres tyngdekraft og undersøgt den indre struktur på dværgplaneten, siger forskere, at vulkanen blev skabt, da en boble af mudder, saltvand og sten steg op fra centrum af Ceres. Den boble brast gennem et svagt punkt i Ceres skorpe og dannede Ahuna Mons.
Så dybest set er det en kæmpe muddervulkan.
Ottaviano Ruesch fra European Space Agency (ESA), der var hovedforfatteren af undersøgelsen, sagde: ”Vi var begejstrede over at være i stand til at finde ud af, hvilken proces der forekom i Ceres mantel lige under Ahuna Mons, der var ansvarlig for at bringe materiale til overfladen. ”
Undersøgelsen, der skitserede disse resultater, blev offentliggjort i tidsskriftet Nature Geoscience. Det involverede forskere fra DLR, det tyske rumfartscenter og fra Universitetet i Munster. Det er titlen "Gylleekstrudering på Ceres fra en konvektiv mudderbærende mantel."
Når opslæmningen af saltvand, mudder og sten slap væk fra det indre af Ceres, ramte det pladsens kulde. Ceres har ingen atmosfære, så materialet størknet til den form, vi ser nu.
En af bidragyderne til denne undersøgelse er Wladimir Neumann fra DLR Instituttet for Planetarisk Forskning i Berlin-Adlershof og Münster Universitet. I en pressemeddelelse sagde han, ”I dette område er det indre af Ceres ikke solidt og stift, men bevægende og i det mindste delvist flydende. Denne ‘boble’, der blev dannet i mantelen Ceres under Ahuna Mons, er en blanding af saltvand og klippekomponenter. ”
Forskere, der studerer Ceres, antager, at dværgplaneten ligner sammensætningen som andre kroppe i samme region. Efter denne antagelse består Ceres primært af kiselagtige klipper. (Siliciumholdige klipper består stort set af silica eller siliciumdioxid: SiO2.) Men der vil også være en betydelig mængde vandis og sandsynligvis lag flydende vand. De arbejder også med den antagelse, at Ceres indeholder en højere andel frisk vand og is end Jorden. De tror, at op til en fjerdedel af dværgplanetens masse er is eller vand.
Ceres interiør er differentieret, hvilket betyder, at materialerne, der udgør planetens indre over tid, har adskilt sig i forskellige lag. Tunge elementer som jern sank til midten, mens lettere stoffer som vand eller aluminiumholdige klippesilikater steg. Selvom Ceres er 4,5 milliarder år gammel, genererer radioaktivt forfald af elementer inde i planeten stadig varme, ligesom på Jorden.
Denne varme genererer bobler af opslæmningen af saltvand, mudder og sten, som presser op mod den faste skorpe nedenfra. Dette danner kupler op til en kilometer højt, og når trykket bryder gennem skorpen, flyder gyllen over overfladen og størkner.
Der er selvfølgelig ingen måde at se disse bobler i Ceres indre. Gravitationslæsninger forrådte deres tilstedeværelse.
Ceres tyngdefelt ved Ahuna Mons er en afvigelse, og forskere målte den afvigelse ved at overvåge Dawns hastighed og højde. Da Dawn fløj over vulkanen, accelererede tyngdekraften rumfartøjet og sænkede sin bane lidt. Doppler-effekten af disse hastighed og højdeændringer på rumfartøjets radiokommunikation gav den væk. ”Vi kiggede nærmere på denne afvigelse, og yderligere modellering afslørede, at det måtte være en bule i Ceres 'mantel,” sagde Ottaviano Ruesch, hovedforfatter af undersøgelsen. ”Konklusionen var åbenlyst: blandingen af flydende stoffer og klipper var kommet op til overfladen og stablet op i Ahuna Mons.”
Denne type kryo-vulkanisme er udbredt i det ydre solsystem. Nogle af Jupiters og Saturns måner viser bevis for det, og det samme gør Pluto. Men disse verdener er større. Denne undersøgelse viser, at dværgplaneter, og måske endda store asteroider, kan danne bobler af saltvand og klippe i deres indre, som derefter kan stige til overfladen og undslippe. Planetforskere mener, at denne proces kan vare i milliarder af år, så længe radioaktivt forfald stadig opvarmer det indre.
Kilder:
- Pressemeddelelse: En ny og usædvanlig type vulkansk aktivitet
- Forskningsartikel: Gylleekstrudering på Ceres fra en konvektiv mudderbærende mantel
- NASA: Oversigt over Dawn Mission
- Wikipediaindgang: Ceres
