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

Лёд в кратерах Цереры может поведать учёным о наклонении её оси вращения

Лёд в кратерах Цереры может поведать учёным о наклонении её оси вращения
shortstoryf

Карликовая планета Церера находится на сотни миллионов километров от Юпитера, и ещё дальше от Сатурна, но огромное влияние гравитационной силы этих газовых гигантов имеет существенный эффект на ориентацию этого малого тела. В новом исследовании учёные миссии Dawn показали, что угол наклона оси вращения Цереры относительно её плоскости движения вокруг Солнца существенно варьировался в течение примерно 24500 лет. Астрономы полагают, что это удивительно короткий период времени для таких драматических событий для небесного тела.

Изменение наклона оси вращения, или попросту, наклонения, в истории Цереры связано с вопросом о том, где на её поверхности может быть найдена замороженная вода, сообщают исследователи в журнале Geophysical Research Letters. При таких особенностях наклонения за историю существования этой малой планеты вода могла сохраниться только при чрезвычайно низких температурах, например, в областях, которые никогда не видят Солнца.

«Мы выявили корреляцию между кратерами, которые остаются в тени при максимально возможном наклонении, и яркими поверхностными отложениями, которые вероятнее всего являются водяным льдом. В регионах, которые никогда не видят солнечного света на протяжении миллионов лет, вероятнее всего будут присутствовать эти отложения», — Антон Ермаков, исследователь в Лаборатории реактивного движения НАСА.

Циклы наклонения

Вычисления указывают, что в течение прошедших трёх миллионов лет Церера прошла через серию циклов, при которых диапазоны углов наклонения изменялись от 2 до 20 градусов.

«Мы не можем непосредственно наблюдать изменения ориентации оси Цереры в течение таких длительных периодов. Поэтому нам необходимо использовать измерения космического аппарата Dawn, чтобы оценить форму и гравитацию Цереры, чтобы точно восстановить поведение малой планеты в прошлом», — Эрван Мазарико, соавтор исследований в Центре космических полётов имени Годдарда НАСА.

В последний раз карликовая планета достигла своего максимального наклонения, которое составило приблизительно 19 градусов, 14000 лет назад. Для сравнения, наклонение Земли составляет 23.5 градуса. Это позволяет нашей планете проходить через сезоны — когда северное полушарие наклонено ближе к Солнцу, тогда наступает лето, а в южном, соответственно, зима. В отличие от Земли, текущее наклонение Цереры составляет приблизительно 4 градуса, таким образом, на этом небесном теле не будет таких сильных сезонных эффектов в течение всего года, который приблизительно равняется 4.6 земного.

Отношение наклонения и количества льда

Церера наклонение

Три кадра сложены в анимацию, которая показывает Цереру при различных наклонениях её оси вращения. Первый кадр показывает наклонение в 2 градуса — самое минимальное, которое только может быть у Цереры. Синим отмечены кратеры, находящиеся в это время в тени. На втором кадре показана тень на Церере при наклонении 12 градусов, некоторые кратеры выходят из тени. На третьем кадре показана Церера с максимально возможным своим наклонением в 20 градусов. Красными кружками отмечены всего два кратера, которые даже в это время находятся перманентно в тени. Источник: NASA/JPL-Caltech/UCLA/MPS/DLR/IDA

Когда осевое наклонение небольшое, на Церере значительно повышается количество областей, которые никогда не получают прямого солнечного света, особенно на полюсах. Эти постоянно затенённые области занимают площадь примерно 2000 квадратных километров. Однако когда наклонение увеличивается, больше кратеров в полярных регионах попадает под прямое воздействие Солнца, а площадь постоянно затенённых областей охватывает уже 10 квадратных километров. Эти области на поверхности Цереры, которые остаются в тени даже при большом наклонении, могут быть достаточно холодными, чтобы поддержать существование поверхностного льда.

Эти кратеры с областями, которые остаются в тени в течение длительных периодов времени, называют холодными ловушками, потому что они настолько холодные и тёмные, что летучие вещества — молекулы, которые легко испаряются — попадая в эти области уже не могут их покинуть, даже спустя миллиард лет. Исследование учёных миссии Dawn, опубликованное в 2016 году в издании Nature Astronomy, показало наличие яркого материала в десяти из этих кратеров, а данные от спектрометра видимого и инфракрасного диапазона указывают, что один из них точно содержит лёд.

Новое исследование было сосредоточено на полярных кратерах, в рамках которого было смоделировано то, как затенение прогрессирует по мере изменения наклонения. В северном полушарии Цереры только две области остаются постоянно в тени при максимальном наклоне в 20 градусов. В наши дни у обеих этих областей обнаружены светлые отложения. В южном полушарии существуют также две постоянно затенённых области, и у одной из них существует светлое отложение. Подробности о затенённых областях

Церера является всего лишь третьим телом в Солнечной Системе, у которого имеются постоянные области затенения. Два другие — Меркурий и Луна, учёные предполагают, что они получили такие области в результате столкновения с другим телом в прошлом. Меркурий и Луна не обладают такой изменчивостью наклонения из-за стабилизировавшегося гравитационного влияния Солнца и Земли, соответственно. Происхождение льда в холодных ловушках более странно, он может присутствовать там со времён формирования малой планеты, а мог быть принесён астероидом или кометой. В дополнение к этим версиям, присутствие водяного льда в холодных ловушках Цереры может быть связано с незначительной водной атмосферой, которая была выявлена обсерваторией Гершель в 2012-2013 годах. Молекулы воды, которые покидают поверхность, могут упасть обратно на Цереру в местах вечной темноты.

«Идея того, что лёд может существовать на Церере в течение долгих промежутков времени, очень важна, поскольку мы продолжаем восстанавливать геологическую историю этого тела, включая те процессы, посредством которых поверхностью испускался водяной пар», — Кэрол Рэймонд, заместитель научного руководителя миссии Dawn.

По информации НАСА.

Оставьте комментарий

Добавить комментарий

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