Som det største stykke i Asteroidebæltet har Ceres længe været en kilde til fascination for astronomer. Ud over at være den eneste asteroide, der er stor nok til at blive afrundet under sin egen tyngdekraft, er den også den eneste mindre planet, der findes inden for Neptuns bane. Og med ankomsten af Daggry sonde omkring Ceres i marts 2015, er vi blevet behandlet med en stabil strøm af videnskabelige fund om denne protoplanet.
Det seneste fund, der er overraskende, har at gøre med planetenes sammensætning. I modsætning til hvad der tidligere blev mistænkt, viser nye beviser, at Ceres har store aflejringer med vandis nær dens overflade. Dette og andet bevis tyder på, at Ceres under sin stenede, iskolde overflade har aflejringer af flydende vand, der kunne have spillet en vigtig rolle i dens udvikling.
Dette bevis blev præsenteret på mødet i American Geophysical Union i 2016, som startede mandag den 12. december i San Fransisco. Midt i de tusinder af seminarer, der detaljerede de største fund, der er gjort i løbet af det forgangne år inden for rum- og jordvidenskab - som inkluderede opdateringer fra Curiosity-missionen, delte medlemmer af Dawn-missionsteamet resultaterne af deres forskning, som for nylig blev offentliggjort i Videnskab.
Titlen "Ekstensiv vandis i Ceres 'vandigt ændrede regolit: Bevis fra nuklear spektroskopi", beskriver missionsteamets undersøgelse af, hvordan data indsamlet af Dawns Gamma Ray and Neutron Detector (GRaND) bestemte koncentrationerne af brint, jern og kalium i Ceres skorpe. Dermed var det i stand til at placere begrænsninger på planetens isindhold, og hvordan overfladen sandsynligvis blev ændret af flydende vand i Ceres indre.
Kort sagt opdagede GRaND-instrumentet høje niveauer af brint i Ceres øverste struktur (10 vægtprocent), der optrådte mest fremtrædende omkring mellemlængderne. Disse aflæsninger stemte overens med bred udvidelse af vandis. GRaND-dataene viste også, at isen antagelig ville have form af en porøs blanding af stenede materialer (hvor isen fylder porerne) snarere end at bestå af et fast islag.
Tidligere blev det antaget, at is kun eksisterede inden for visse kraterregioner på Ceres, og det blev antaget at være et resultat af påvirkninger, der deponerede vandis i løbet af Ceres lange historie. Men som Thomas Prettyman - den vigtigste efterforsker af Dawns GRaND-instrument - sagde i en NASA-pressemeddelelse, overvejer videnskabsmænd nu denne holdning:
”På Ceres er is ikke kun lokaliseret for et par kratere. Det er overalt og tættere på overfladen med højere breddegrader. Disse resultater bekræfter forudsigelser for næsten tre årtier siden om, at is kan overleve i milliarder af år lige under overfladen af Ceres. Beviserne styrker sagen for tilstedeværelsen af vandis på næsten overflade på andre hovedbæltesteroider. ”
Koncentrationerne af jern, kalium og kulstof detekteret af GRaND-instrumentet understøtter også teorien om, at Ceres overflade blev ændret af flydende vand i det indre. Grundlæggende teoretiserer forskere, at forfaldet af radioaktive elementer i Ceres skabte nok varme til at få protoplanets struktur til at skelne mellem et stenet indre og iskold ydre skal - hvilket også gjorde det muligt at deponere mineraler som dem, der blev observeret i overfladen.
Tilsvarende undersøgte en anden undersøgelse produceret af forskere fra Max Planck Institute for Solar Research hundreder af permanent skygge krater beliggende på Ceres nordlige halvkugle. Ifølge denne undersøgelse, der for nylig dukkede op i Naturastronomi, disse kratere er "kolde fælder", hvor temperaturerne falder til under 11o K (-163 ° C; -260 ° F), hvilket forhindrer, at alle undtagen de mindste ismængder omdannes til damp og undslipper.
Inden for ti af disse kratere fandt forskerteamet aflejringer af lyst materiale, der minder om hvad Daggry plettet i Occator Crater. Og i en, der delvist var sollys, Dawns infrarødt kortlægningsspektrometer bekræftede tilstedeværelsen af is. Dette antyder, at vandis opbevares i Ceres mørkere krater på en måde, der ligner det, der er blevet observeret omkring de polære regioner i både Merkur og månen.
Hvor dette vand kom fra (dvs. om det blev afsat af meteorer eller ej) forbliver noget af et mysterium. Men uanset viser det, at vandmolekyler på Ceres kunne bevæge sig fra varmere midterste breddegrader til de koldere, mørkere polare områder. Dette lægger yderligere vægt på teorien om, at Ceres kan have en ihærdig vanddampatmosfære, som blev foreslået tilbage i 2012-13 baseret på bevis opnået af Herschel Space Observatory.
Alt dette tilføjer, at Ceres er en vandig og geologisk aktiv protoplanet, der kunne indeholde ledetråde til, hvordan livet eksisterede for milliarder af år siden. Som Carol Raymond, stedfortrædende efterforsker for Dawn-missionen, også forklarede i NASAs pressemeddelelse:
”Disse undersøgelser understøtter ideen om, at is blev adskilt fra sten tidligt i Ceres historie og dannede et isrigt skorpelag, og at is har forblevet nær overfladen gennem solsystemets historie. Ved at finde kroppe, der var vandrige i den fjerne fortid, kan vi opdage ledetråde til, hvor livet kan have eksisteret i det tidlige solsystem. ”
Tilbage i juli startede Dawn sin udvidede missionsfase, der består af at udføre flere flere kredsløb om Ceres. På nuværende tidspunkt flyver den i en elliptisk bane i en afstand af mere end 7.200 km (4.500 mi) fra protoplaneten. Rumfartøjet forventes at fungere indtil 2017 og forbliver en evig satellit af Ceres indtil udgangen.
