Церера — карликовая планета, расположенная в поясе астероидов между Марсом и Юпитером.
В Солнечной системе есть интересная территория – Пояс астероидов. Кроме наличия 2.8-3.2 квинтиллиона тонн материала, в этом участке проживают небольшие карликовые тела. Крупнейшее именуют Церера, относящуюся к разряду карликовых планет.
Размер и форма сначала сбили с толку и ученые посчитали, что Церера — планета. Позже выводы пересмотрели, но у объекта хватает массивности, чтобы быть сферической. О статусе все еще ведутся споры. Давайте узнаем больше информации о карликовой планете и о том, где именно находится Церера.
Открытие и имя
В 1801 году карликовую планету Церера нашел Джузеппе Пиацци, занимаясь поисками зодиакальных звезд. Но существование карлика предсказывал еще Иоганн Боде, считавший, что между Марсом и Юпитером должна быть планета. Он основывался на сейчас уже недействительном законе Боде-Тициуса (1766 год).
Закон утверждал, что полуосновные планетарные оси придерживаются закономерности, кроме разрыва Марс-Юпитер. Чтобы разобраться, Франц Ксавер фон Зак в 1800 году попросил две десятка опытных астрономов отыскать пропавшую планету. Ниже представлено фото Цереры от космического телескопа Хаббл.
Сравнение снимков Цереры с разницей в 11 лет
Одним из астрономов был Джузеппе Пиацци, который сделал открытие перед тем, как к нему пришла просьба. Но он подумал, что перед ним комета. Дальнейший обзор показал, что объект выступает чем-то более крупным. Окончательные выводы предоставил в 1801 году.
Но Церера была близка к Солнцу, поэтому при смещении пропала из виду. После ученые отыскали ее снова и подтвердили обнаружение. С самого начала Пиацци хотел назвать объект Церерой Фердинанде, в честь богини сельского хозяйства и короля. Но вторая часть не принималась в других странах, а вот «Церера» закрепилась. В Германии ее называли Гера, а в Греции все еще придерживаются варианта с Деметрой.
Классификация
Категория объекта много раз менялась. Иоганн Боде, считал, что это настоящая планета. Этот статус держался до середины 19-го века.
Церера и другие крупнейшие астероиды
По мере изучения открывали новые объекты и ученые стали догадываться, что перед ними другой класс. Уильям Гершель предложил термин «астероид» и Церера заняла это место в 1802 году. В 1860-м году существовало отличие между объектами вроде Цереры и планетами, хотя для последнего все еще не было определения. В споре 2006 года Церера фигурировала в качестве планеты.
Новые требования от МАС включали необходимость того, чтобы объект не выступал спутником, обладал определенной массой и очистил окрестности. Церера не является доминирующим телом и делит территорию с огромным количеством астероидов.
Интересно, что МАС никогда не рассматривало, является ли Церера астероидом. Более того, у них нет этого термина, так как все еще используют «малая планета».
Размер, масса и орбита
В 1802 году Уильям Гершель вывел диаметр в 260 км, а в 1811 году Иоганн Шретер доказывал, что 2613 км. Современный показатель составляет 473 км, а масса Цереры – 9.39 х 10 20 кг (0.00015 земель).
Физические характеристики карликовой планеты Церера
Сведения об открытии
Дата открытия
1 января 1801
Первооткрыватели
Джузеппе Пиацци
Орбитальные характеристики
Большая полуось
413 767 000 км
Эксцентриситет
0,07934
Период обращения
1680,5 суток
Наклонение
10,585°
Видимая звездная величина
от 6,7 до 9,32
Физические характеристики
Радиус
487,3 ± 1.8 км
Площадь поверхности
2 849 631 км²
Масса
9,43·10 20 кг
Плотность
2,077 г/см 3
Альбедо
0,090 ± 0,0033
Карликовая планета Церера занимает треть от общей астероидной массы (4% от Луны) в поясе астероидов. Но ее массивности хватает, чтобы закрепиться в почти сферической форме. Она перемещается по немного наклоненной, но умеренно эксцентричной орбите. Может приблизиться к Солнцу на 382.6 млн. км и отдалиться на 445.4 млн. км. На полет по орбите вокруг Солнца тратит 4.6 лет, а вращение вокруг оси – 9 часов и 4 минуты.
Состав и атмосфера
При плотности в 2.16 г/см 3 объект обладает скалистым ядром и ледяной мантией. Данные обсерватории Кека в 2002 году подтвердили, что последняя простирается на 100 км и вмещает 200 млн. км 3 воды. ИК-данные поверхности также говорят, что под ней может располагаться океан. Если так, то в нем способна проживать микробная жизнь. Рассмотрите структуру и строение Цереры на рисунке.
Внутреннее строение Цереры
Возможно, на поверхности есть богатая железом глина и карбонаты. Этот слой относительно теплый, где температура достигает -38°С. Если антифриза достаточно, то лед потеряет устойчивость, поэтому есть слабая атмосфера. В пользу этого говорят и найденные ионы гидроксида.
Но водяной пар отметили в 2014 году, что показало извержение криовулканов, формирующихся из-за внутреннего тепла и подповерхностного давления.
Цветной обзор Цереры, запечатленный аппаратом Dawn в 2015 году
А что с происхождением карликовой планеты Церера? На этот счет существует множество мнений. Одни считают, что это уцелевшая протопланета, появившаяся 4.57 млрд. лет назад на территории пояса астероидов. Она не сливалась с другими и не достигла статуса земной планеты. Юпитер также не смог отбросить ее во внешнюю систему. Есть и мнение, что объект появился в поясе Койпера, а потом перекочевал к астероидному.
Эволюция геологии основывается на тепловых источниках. Полагают, что планетарной аккреции и распада радионуклидов хватило, чтобы Церера обрела скалистое ядро и ледяную мантию. Поверхность постепенно сублимировалась, оставляя гидратированные минералы.
Сейчас не наблюдают геологической активности, а поверхность укрыта кратерными шрамами. Наличие водяного льда намекнуло на внутренние запасы.
Исследование
О Церере начали узнавать практически недавно. В 1995 году телескоп Хаббл сумел сделать фото Цереры в высоком разрешении, отобразив темное пятно на поверхности. Этот кратер наименовали Пиацци.
В 2002 году телескоп Кек выполнил ряд приближенных ИК-снимков, показав яркие и темные особенности, перемещающиеся с вращением карлика. В 2003-2004 гг. появились изображения в видимом свете от Хаббла, где проявилось уже 11 ранее известных особенностей, чья природа пока неизвестна.
В 2015 году аппарат Dawn приступил к изучению Цереры и Весты. Он обнаружил огромное количество кратеров, что намекает на ледяную поверхность. Некоторые яркие пятна достигают альбедо в 40%. Возможно, представлены льдом или солью, отбивающих солнечные лучи.
Также миссия обнаружила горы с высотой в 6 км. Она напоминает пирамиду и возвышается над гладкой рельефной поверхностью. Церера все еще кажется нам загадочным объектом, который не удается исследовать. Будем надеяться, что последующие миссии принесут больше информации. Можете внимательно рассмотреть поверхностные особенности карликовой планеты на фото Цереры.
Фотографии
Аппарату Dawn удалось запечатлеть этот образ крупного кратера Гау, расположенного на Церере. Гау была богиней в Германии, которой приносили жертвы в момент сбора ржи. Центр кратерного формирования заполнен. В диаметре охватывает 84 км, а разрешение – 140 м на пиксель. Изображение получили 18 августа 2015 года на удаленности в 1470 км. За миссию Dawn отвечает Лаборатория реактивного движения. Входит в часть более глобального проекта Discovery.
На этом фото Цереры в высоком разрешении отображен кратер Джулинг с глубиной в 2.5 км. Слева заметна небольшая гора с высотой в 1 км. Многие формирования намекают на поток материала и присутствие ледяных запасов под поверхностным слоем. На горной вершине заметна небольшая депрессия, происхождение которой пока неизвестно. Возможно, все дело в оползне. Аппарату удалось запечатлеть этот вид 25 августа 2016 года на высоте в 385 км (36 градусов ю.ш. и 167 градусов в.д.). Джулинг – дух в культуре Малайзии. За миссию Dawn отвечает Лаборатория реактивного движения. Входит в часть более глобального проекта Discovery.
На изображении, добытом аппаратом Dawn НАСА, отображен кратер Купало Цереры. Это одно из наиболее юных кратерных формирований на карликовой планете. Наделен ярким материалом, сосредоточенным на ободе и стенах, способных быть слоистыми. Полосы на дне могли сформироваться из-за плавления после удара и мусорного скопления. Простирается в ширину на 26 км и находится в южных средних широтах. Имя дано в честь бога растительности и урожая у славян. За миссию Dawn отвечает Лаборатория реактивного движения. Входит в часть более глобального проекта Discovery.
Аппарату Dawn удалось запечатлеть кратеры Такел и Козоби, расположенные на Церере. Первый – молодое формирование, связанное с ярким материалом (слева), а второй – четкий след от удара (ниже центра). За миссию Dawn отвечает Лаборатория реактивного движения. Входит в часть более глобального проекта Discovery.
Снимок Оккатера в ложном цвете демонстрирует отличие в поверхностном составе. Красный отвечает волновому диапазону в 0.97 микрометра (ИК), зеленый – 0.75 (красный), синий – 0.44 (синий). Кратер простирается на 90 км. Исследователи применяют ложный цвет, чтобы рассмотреть отличия в поверхностных материалах. Обычно синий цвет на Церере указывает на 130 ярких точек и намекает на присутствие солей. Аппарат выполнил обзор на удаленности в 4400 км. За миссию Dawn отвечает Лаборатория реактивного движения. Входит в часть более глобального проекта Discovery.
На этом снимке отображен край карликовой планеты Цереры с территорией северного полушария. В глаза бросается величественный кратер Оккатор. Простирается на 92 км и углубляется на 4 км. Это ярчайшее доказательство недавней геологической активности. Анализ показывает, что внутренний материал представлен солью. Она осталась после того, как мелкодисперсная жидкость прошла сквозь замерзание, а потом сублимировалась (изо льда в пар). Изображение добыто аппаратом Dawn 17 октября на удаленности в 1480 км. Разрешение составляет 140 м на пиксель. За миссию Dawn отвечает Лаборатория реактивного движения. Входит в часть более глобального проекта Discovery.
Этот снимок добыт аппаратом Dawn 14-15 апреля на высоте 22000 км, отобразив северный участок под солнечным светом. 23 апреля механизм вышел на круговой орбитальный путь. Яркая особенность именуется «пятном 5» – это два светлых пятна, расположенных близко. Масштаб изображения составляет 2.1 км на пиксель, а угол Солнце-Церера-аппарат – 91 градус. За миссию Dawn отвечает Лаборатория реактивного движения. Выступает частью более глобальной программы Discovery.
6 июня 2015 году аппарату Dawn удалось зафиксировать кратеры на северной стороне карликовой планеты Цереры. Это один из первых кадров со второго орбитального прохода на высоте в 4400 км с разрешением в 410 м на пиксель. За миссию Dawn отвечает Лаборатория реактивного движения. Входит в часть более глобального проекта Discovery.
На изображении показана Церера в цвете, который воспринимается человеческим глазом. Обзор создали в Немецком аэрокосмическом центре (Берлин), объединив кадры от Dawn, полученные в 2015 году при помощи красных, зеленых и синих спектральных фильтров. За миссию Dawn отвечает Лаборатория реактивного движения НАСА. Проект входит в программу Discovery, где ответственность возложена на UCLA.
6 июня 2015 года миссия Dawn сумела запечатлеть этот крупный кратер на территории южного полушария карликовой планеты Церера. Можно отметить огромное количество различных формирований, созданных ударными событиями. Аппарат расположен на высоте в 4400 км, а разрешение – 410 м на пиксель. За миссию Dawn отвечает Лаборатория реактивного движения. Входит в часть более глобального проекта Discovery.
6 июня 2015 года аппарату Dawn удалось запечатлеть два ярчайших пятна Цереры. Выполнено на высоте в 4400 км, где разрешение достигает 410 м на пиксель. Ученые все еще пытаются разобраться в природе этих пятен. Есть предположение, что в составе присутствуют соль и лед. За миссию Dawn отвечает Лаборатория реактивного движения. Входит в часть более глобального проекта Discovery.
Кратер Оккатор в диаметре вытягивается на 92 км и обладает глубиной 4 км. Внутри него размещена ярчайшая область на Церере. Крупный план от аппарата Dawn демонстрирует купол в гладком центре кратера. Линейные формирования и переломы тянутся вверх и расходятся по бокам. Также вокруг сосредоточены видимые разломы, переходящие к более ярким территориям. Кадр выполнен из двух изображений, созданных на более короткой экспозиции. Она позволяет раскрыть детали ярких объектов. Фотографии добыты камерой LAMO на высоте в 385 км над Церерой. За миссию Dawn отвечает Лаборатория реактивного движения. Входит в часть более глобального проекта Discovery.
Источник
Карликовая планета Церера: где находится, описание, открытие и изучение
Церера – особое космическое тело в Солнечной системе. В разное время оно считалось либо полноценной планетой, либо астероидом. Сегодня же она имеет промежуточный статус карликовой планеты.
Общие сведения
Впервые Церера была обнаружена в 1801 г. ученым Джузеппе Пиацци. Названа она была по имени римской богини урожая, одновременно отвечавшей за приступы безумия у людей. Сначала ученые полагали, что Церера является планетой, расположенной между Марсом и Юпитером. Однако со временем они изменили свою точку зрения и стали считать ее астероидом. При таком трактовке статуса Цереры она оказывалась самым первым астероидом, открытым человечеством, и одновременно крупнейшим из всех астероидов, ведь диаметр Цереры превышает 920 км.
Как ни странно, следующее изменение статуса Цереры было связано с изучением Плутона и транснептуновых объектов. В 90-ые годы XX века ученые стали открывать множество небесных тел, находящихся на орбите Плутона, некоторые из которых по своей массе были сопоставимы с ним или даже превосходили его. Тогда астрономы решили, что считать Плутон полноценной планетой неправильно. Был введен термин «карликовая планета», и именно этот статус присвоили Плутону и другим крупнейшим телам вблизи его орбиты. Заодно карликовой планетой стали считать и Цереру.
Орбита Цереры
Церерианская орбита располагается в поясе астероидов, между Марсом и Юпитером, и имеет форму эллипса. Расстояние между ней и Солнцем изменяется от 381 до 446,5 млн км. Среднее расстояние между звездой и Церерой составляет 413,7 млн км. Средняя скорость движения Цереры по орбите оценивается в 17,9 км/с. Но один полный оборот вокруг звезды Церере необходимо 1680 суток, то есть 4,5 года.
Орбита Цереры не располагается в плоскости эклиптики (в которой находится земная орбита). Этот наклон равен 10,59°.
Вращается Церера и вокруг собственной оси, на один такой оборот уходит 9 часов 4 минуты. Ось Цереры имеет наклон в 3°.
Физические характеристики
Во всем поясе астероида нет ни одной другой карликовой планеты, кроме Цереры. Соответственно, она является крупнейшим объектом в этом поясе. Масса Цереры оценивается в 9,4•10 20 кг. Это значит, что на Цереру приходится 32% массы всего пояса астероидов. При этом масса Цереры меньше массы Земли в 6350 раз.
Форма Цереры близка к сферической (именно поэтому она считается не обычным астероидом, а карликовой планетой). Радиус, измеренный на полюсе Цереры, равен 446 км, а экваториальный радиус составляет 482 км. Площадь Цереры равна 2,8 млн кв. км (это чуть больше площади Аргентины), а объем карликовой планеты составляет 418 млн куб. км.
Состоит Церера, как и обычные планеты, из нескольких слоев. В центре находится тяжелое каменное ядро, которое окружено криомантией, состоящей из водяного льда. Толщина криомантии составляет около 100 км, в ней находится около 200 млн куб. км. воды. Криомантия покрыта очень тонким слоем реголита – этим же веществом покрыта поверхность Луны.
Плотность Цереры составляет 2,16 г/см 3. Планета создает собственное гравитационное поле, однако оно чрезвычайно слабое. Ускорение свободного падения на Церере составляет 0,027g.
Карликовая планета имеет серо-черный цвет, из-за которого она поглощает почти весь падающий на неё свет. Ее альбедо (доля отражаемого цвета) равно 9%. Средняя температура на Церере равна – 106°С, однако в моменты, когда планета располагается максимально близко к Солнцу, температура поднимается до – 33°С.
Атмосфера
Из-за слабой гравитации атмосфера на Церере крайне разреженная, которая то исчезает, то появляется вновь. В основном она состоит из водяного пара. Цикличность в появлении атмосферы связаны с интенсивностью солнечного излучения, падающего на Цереру. Когда карликовая планета находится близко к Солнцу, то ее поверхность сильнее разогревается, происходит испарение льда, а точнее говоря – его сублимация, то есть переход вещества из твердого состояния сразу в газообразное, минуя стадию жидкости. В результате появляется атмосфера. Когда же Церера удаляется от Солнца, то она остывает, процесс сублимации останавливается, и атмосфера исчезает.
Открытие
Ещё в 1772 г. Иоганн Боде предположил, что между Марсом и Юпитером должна находиться ещё не открытая планета. К 1800 г. была создана группа из 24 астрономов, занимавшаяся поиском этой планеты. Однако в январе 1801 г. Цереру открыл астроном, в эту группу не входивший – Джузеппе Пиацци, причем изначально он принял обнаруженный им объект за комету.
Интересно, что после открытия Цереры астрономы не могли ее наблюдать из-за движения Земли по своей орбите, поэтому открытие Пиацци было под сомнением. Планету можно было увидеть только через несколько месяцев, однако было неясно, где она будет находиться в этот момент. Получалось, что Церера стала «потерянной» планетой. Однако астрономам помог великий математик Карл Гаусс. Он придумал методику, по которой можно было рассчитать орбиту Цереры на основе наблюдений Пиацци, а далее за несколько часов провел все необходимые вычисления. В результате 31 декабря 1801 г. Цереру снова удалось обнаружить.
Исследования
Цереру невозможно увидеть невооруженным взглядом, так как ее звездная величина меняется от 6,7 до 9,32. Первые наблюдения рельефа карликовой планеты стали возможны только с помощью телескопа «Хаббл». На поверхности Цереры удалось обнаружить яркое пятно. Предполагается, что это глубокий кратер, на дне которого находится лед – та самая криомантия карликовой планеты. Лишь в 2015 г. первые 17 кратеров на церерианской поверхности получили свои имена. Тот кратер, в котором располагается яркое пятно, получил имя Оккатор в честь одного из второстепенных римских божеств.
В 2014 г. удалось обнаружить облака водяного пара, находящиеся в атмосфере Цереры. Это открытие было сделано с помощью инфракрасного телескопа. В том же году удалось сфотографировать Цереру с марсианской поверхности. Эту фотографию сделал марсоход Curiosity.
Огромный прорыв в изучении Цереры связан с космическим зондом АМС Dawn, который в 2015 г. вышел на орбиту Цереры и провел на ней 16 месяцев. С его помощью удалось обнаружить криовулкан Ахуна, высота которого составляет 4,5 км. Была картографирована поверхность Цереры и исследованы яркие белые пятна на ней.
Исследования Цереры не останавливаются – Китай планирует до 2030 года доставить на Землю образцы грунта с Цереры.
Факты
Приведем несколько интересных фактов о Церере:
В честь Цереры получил свое имя церий – химический элемент с 58-порядковым номером в таблице Менделеева. Он был открыт в 1803 г., спустя два года после обнаружения самой карликовой планеты.
С противоположной от криовулкана Ахуна стороны Цереры располагается кратер Керван. Предполагается, что они возникли одновременно – метеорит при падении образовал кратер, а ударные волны от этого падения сформировали гору Ахуну. Кстати, Ахуна – ближайший к Солнцу криовулкан.
Изначально Пиацци присвоил планете имя Церера Фердинанда. Фердинандом звали правившего тогда короля Сицилии. Впоследствии имя монарха убрали из наименования планеты.
