Image Image Image Image Image Image Image Image Image Image

Новости астрономии и астрофизики — The Universe Times | 24.08.2017

Scroll to top

Top

Нет комментариев

Космический аппарат Dawn: что творится внутри Цереры?

Космический аппарат Dawn: что творится внутри Цереры?
shortstoryf

Космическая станция Dawn передала на Землю десятки тысяч фотографий Цереры, но как бы мы не вглядывались в них, мы ни за что на свете не сумеем понять, что же собой представляет внутренняя структура этой карликовой планеты. Однако у учёных есть мощный инструмент, который позволит изучить внутреннюю структуру этого объекта без каких-либо наблюдений. Этим инструментом является собственное движение аппарата.

Церера

Представление художника о внутренней структуре Цереры. Источник: NASA/JPL-Caltech/UCLA/MPS/DLR/IDA

Так как Dawn является спутником Цереры, то её сила тяжести доминирует над аппаратом, можно сказать, что сейчас он подвластен её гравитационному воздействию. Благодаря этому учёные могут измерить изменения в силе тяжести Цереры, отследив еле заметные отклонения в движении космического корабля по орбите. С использованием этой информации учёные смогли составить карту изменения гравитационной силы Цереры, о чём и было сообщено в новом номере журнала Nature. Именно исследование движение аппарата и позволит получить представление о внутренней структуре этой карликовой планеты.

«Новые данные говорят нам, что Церера обладает очень слабой внутренней структурой. Вода и другие лёгкие материалы частично были отделены от твёрдой породы во время фазы нагрева в ранней её истории», — Райан Пар, ведущий автор исследований.

Гравитационное поле Цереры измерялось посредством контроля радиосигналов, отправленных на станцию Dawn, а затем переданных обратно на Землю посредством Сети дальней космической связи НАСА. Эта сеть представляет собой группировку больших антенн, расположенных в трёх местах на всё земном шаре. Используя приходящие сюда сигналы, учёные могут измерить скорость космического аппарата с точностью до 0.1 миллиметра в секунду, а затем и вычислить детали поля силы тяжести.

Церера обладает особенностью, которая называется «гидростатическое равновесие», наличие которого как раз и было подтверждено в этом исследовании. Это означает, что внутренняя структура тела действительно очень слаба, чтобы оказывает своей формой влияние на то, как оно вращается. Говоря научным языком, гидростатическое равновесие используется в физике для описания равновесия гравитационных сил и направленных в противоположную сторону сил давления среды, обусловленных возникающим в направлении действия гравитации градиентом давления. Учёные сделали этот вывод, сравнив гравитационное поле с формой Цереры. Гидростатическое равновесие является одной из причин, почему в 2006 году астрономы классифицировали Цереру как карликовую планету.

Полученные данные указывают на то, что внутренняя структура Цереры дифференцирована. Это означает, что на разных глубинах существуют различные слои с различной плотностью, с самым плотным слоем, расположенным у ядра. Учёные также подтвердили и то, что давно предполагали — Церера намного менее плотная, чем Земля, Луна, гигантский астероид Веста и другие каменные тела в нашей Солнечной Системе. Кроме того, она содержит вещества с малой плотностью, такие как водяной лёд, которые отделены от твёрдой породы и вынесены ближе к поверхности.

«Мы обнаружили, что разделение между внутренними слоями Цереры не такое явное, чем на Луне и других планет нашей Системы. У Земли, с её металлическим ядром, полужидкой мантией и внешней твёрдой корой, как видно, есть более ясно прослеживающаяся структура».

Учёные также обнаружили, что области больших высот, такие как горы и холмы, могут замещать собой массу в интерьере Цереры. Это похоже на закон Архимеда, который говорит о том, что чем более крупное тело погружено в жидкость, тем больший объём жидкости оно вытесняет. Точно так же исследователи приходят к заключению, что слабая мантия Цереры может быть замещена массой гор и других высотных объектов. Создаётся впечатление, что твёрдые области плавают на более жидком веществе. Это явление наблюдалось и на других планетах, включая Землю, но в этом исследовании впервые удалось подтвердить его наличие у Цереры.

Информация о плотности внутренней структуры на основе данных гравитационной силы говорит учёным о том, какие внутренние процессы, возможно, произошли в ранней истории Цереры. Объединив эту новую информацию с предыдущими данными Dawn о поверхностном составе карликовой планеты, можно восстановить процесс её формирования: вода, скорее всего, была очень подвижна в древних недрах Цереры, но они всё же не нагрелись до таких температур, при которых начали бы плавиться силикаты и формироваться металлическое ядро.

По информации NASA.

Оставьте комментарий

Добавить комментарий

Яндекс.Метрика Рейтинг@Mail.ru Лицензия Creative Commons «The Universe Times» Google