Церера – самая маленькая из всех карликовых планет Солнечной системы. Единственная планета, хоть и карликовая, в поясе астероидов, и составляет 1/3 от всей его массы. Диаметр Цереры – приблизительно 950 километров.
Идея о том, что между Марсом и Юпитером должна быть какая-то "пропущенная планета" появилась ещё в XVIII веке. Открыл же Цереру Джузеппе Пьяцци в самом начале XIX. В письмах к коллегам он описал этот объект как комету, но тут же пояснил, что это, быть может, что-то лучше, чем комета.
Статус Цереры менялся не раз и был предметом для споров. Вначале Церере присвоили статус планеты, у неё был собственный планетный символ, похожий на символ Венеры, её перечисляли в качестве планеты в астрономических книгах и таблицах. До тех пор, пока не обнаружили весь остальной пояс астероидов.
Выяснилось, что Церера – всего лишь один из многих, подобных ей, объектов. Уильям Гершель для таких тел придумал термин "астероид" (подобный звезде). И планета Церера стала первым открытым астероидом.
Однако последние исследования показали, что Церера имеет со всем остальным поясом астероидов лишь общую орбиту. Но не происхождение. Церера и пояс астероидов – это два разных объекта, которые волей судьбы вышли на одну орбиту.
В 2006 году развернулась дискуссия вокруг Плутона о том, что же называть планетой. Это привело к тому, что Церере было решено вернуть прежний статус. Вместе с Церерой планетами должны были стать Харон (один из объектов двойной планеты Плутон-Харон) и далёкая Эрида, претендовавшая в своё время на звание десятой планеты. Но вместо этого Международный астрономический союз, посчитав, видимо, что чересчур уж много планет что-то развелось в последнее время, лишил статуса планеты сам Плутон. Посчитали, что довольно нам и восьми. Плутон решили принести в жертву, лишь бы не делать планетами все остальные объекты. Изобрели термин – карликовая планета. Этот статус Церера и приобрела.
Для того, чтобы не включать Цереру в список планет, специально для этого астероида при определении термина придумали, что планетой не может называться объект, который не смог расчистить свою орбиту и прилегающие к ней районы от других небесных тел. Согласно этому определению, Церера планетой не является, потому что делит свою орбиту с тысячами астероидов.
Несмотря на статус карликовой планеты и соответствующую величину, Церера обладает тусклой поверхностью, поэтому, в отличие от астероида Веста, который размером меньше, невооружённым взглядом c Земли практически не видна. Тем не менее, множество вооружённых глаз направлено на эту карликовую планету, она тщательно изучается. Её поверхности, предположительно, покрыта льдом, состоящим из воды. По этой причине Церера входит в список космических объектов, на которых надеются найти внеземную жизнь.
Предполагается, что Церера покрыта льдом, толщиной в 100 километров, который составляет 50 процентов её объёма. Получается, что на Церере – 200 миллионов кубических километров воды. Это больше всего объёма пресной воды на Земле.
Но несмотря на то, что поверхность покрыта стокилометровым льдом, на Церере довольно-таки тепло – температура, по оценкам, – в районе минус 38 градусов по Цельсию.
Но лишь немногое о Церере известно совершенно точно. Допустим, совершенно точно известно, что на Церере есть какие-то тёмные пятна, которые считаются кратерами.
6 марта 2015 года космический аппарат Dawn пройдет на расстоянии 38 000 километров от поверхности Цереры, после чего в ходе элегантного маневра, в котором будут использованы комбинация тяги его ионных двигателей и гравитации карликовой планеты, он будет переведен на ее орбиту. После этого Dawn сможет приступить к изучению самого крупного объекта Солнечной системы, находящегося между орбитами Марса и Юпитера.
Несмотря на то, что Церера находится к нам куда ближе, чем планеты-гиганты, на данный момент нам известно о ней не так уж и много, и Dawn поможет заполнить пробелы в наших знаниях о крупнейшем объекте пояса астероидов. Особый интерес среди научного сообщества вызывает вопрос о возможности наличия в ее недрах подповерхностного океана, аналогичного океанам Европы и Энцелада. В случае подобного открытия в будущем Церера вполне может стать объектом для новых космических миссий - ведь по сравнению с Европой и Энцеладом, до нее намного проще добраться.
Церера (от латинского языка — Cerёs) – карликовая планета в поясе астероидов. Свое название получила в честь римской богини Цереры – богини растущих растений и материнской любви. Планета была найдена 1 января 1801, Джузеппе Пиацци. Ее диаметр составил 950 км, Церера – безусловно, самое большое и массивное тело в поясе астероидов (оно содержит приблизительно треть всей массы пояса астероидов). Квалификация, то есть статус Цереры менялся за ее историю не один раз.
Во времена открытия она считалась планетой, но после открытия многочисленных объектов в поясе астероидов Церера лишилась этого звания и была переквалифицирована в разряд астероидов чуть более 150 лет назад. Естественно как первый обнаруженный объект в поясе астероидов Церера получила номер 1 в современной системе нумерации астероидов. После открытия большого объекта 2003 UB313 за орбитой Нептуна некоторые определения были пересмотрены Международным Астрономическим Союзом, и Церера вновь получила статус планеты (24 августа 2006) наряду с Плутоном, его луной Хароном и 2003 UB313. Правда статус планеты с небольшой оговоркой – карликовой планеты и при этом Церера пока еще формально считается астероидом.
Первоначально полное название Цереры было такое — Ceres Ferdinandea, в честь римской богини и короля Сицилии Фердинанда III. Приставка «Ferdinandea» была неприемлема для других наций мира, и поэтому имя было «урезано». Цереру также в течение короткого времени в Германии называли Hera, а в Греции Цереру называют — Demeter. Такое расхождение в названиях связано с редкостью его использования.
Открыта Церера была случайно, Пиацци искал звезду Mayer 87 из списка Френсиса Уолластона, так как она по каталогу не соответствовала занимаемому положению. Вместо звезды Пиацци обнаружил перемещающийся звездообразный объект, который он сначало принял за комету. Пиацци в общей сложности наблюдал за Церерой 24 раза (в последний раз 11 февраля – из-за болезни наблюдения были прерваны).
24 января 1801 Пиацци объявил о своем открытии в письмах своим коллегам, в том числе в письме своему соотечественнику Barnaba Oriani из Милана. Он описал найденный объект как комету, с оговорками. К началу февраля Церера была потеряна, поскольку она ушла за Солнце. В апреле Пиацци послал наиболее полные свои наблюдения к Oriani, Bobe и Lalande в Париж. Наблюдения были изданы в сентябрьском выпуске 1801 года Monatliche Correspondenz. Для нахождения местоположения астероида Карл Фридрих Госс (24 года) развил метод определения орбиты по трем наблюдениям. Только через несколько недель он предсказал орбиту Цереры и послал свои результаты Францу Ксаверу, редактору Monatliche Correspondenz, 31 декабря 1801, который совместно с Heinrich W. M. Olbers однозначно подтвердили обнаружение Цереры.
Johann Elert Bode назвал Цереру «пропавшей планетой», существование которой предсказывал Johann Daniel Titius между Марсом и Юпитером, на расстоянии 419 млн км (2,8 а.е.) от Солнца. Церере был даже присвоен планетарный символ и она вошла в список планет в книгах по астрономии (наряду с 2 Pallas, 3 Юнона, 4 Веста) на половину столетия, пока не были обнаружены другие представители пояса астероидов. Церера оказалась слишком мала для планеты поэтому сэр Уильям Гершель придумал термин «астероид» («звездообразный»), из-за того что Церера не имела заметного диска. В 2006 дебаты проводимые из-за проблемы с Плутоном и с термином «планета» обратили внимание и на Цереру, которая была опять переквалифицирована в карликовою планету. Церера расположена между орбитами Марса и Юпитера, в пределах пояса астероидов, с периодом обращения 4,6 лет. Орбита имеет наклон в 10,6 градуса (Меркурий – 7, Плутон — 17) и она умеренно эксцентрична e=0.08 (Марс – 0.09).
Церера принадлежит поясу астероидов, который главным образом находится между Марсом и Юпитером. Однако он не содержит самые большие объекты в Солнечной системе помимо планет и их спутников, так как существует пояс Койпера, который как известно содержит объекты по размерам сопоставимые с Плутоном или его превышающие – 50000 Quaoar, 90482 Orcus, 2003 UB313 и 90377 Sedna. В определенных местах на своей орбите Церера может достигать до 7 звездной величины, но она вообще расценивается как очень тусклый объект и почти не заметна невооруженным глазом. Другой астероид Веста и то имеет больше шансов быть обнаруженным невооруженным глазом, чем Церера. Размер Цереры и ее масса достаточны, для того чтобы она во время своего формирования приняла почти сферическую форму, близкую к гидростатическому равновесию, другие астероиды достаточно нерегулярные, а некоторые большие астероиды даже продолговатые.
Масса Цереры достигает до 9.5*10 20 кг (масса оценена с помощью радиосигналов космического аппарата на орбите Марса), это приблизительно треть всей массы пояса астероидов (3.0*10 21 кг или 4% от Луны). Есть некоторые признаки того что поверхность Цереры относительно теплая и она может иметь незначительную атмосферу. Максимальная температура на Солнце, по оценкам специалистов, может достигать 235 К (-38 Цельсия на 5 мая 1991), в перигелии – до 239 К.
В отличие от большинства астероидов, на Церере после приобретения сферической формы началась гравитационная дифференциация внутренней структуры - более тяжёлые породы переместились в центральную часть, более лёгкие сформировали поверхностный слой. Таким образом сформировалось каменное ядро и криомантия из водяного льда. Судя по низкой плотности Цереры, толщина её мантии достигает 100 километров (23-28 % массы Цереры; 50 % от её объёма), и кроме того она содержит значительное количество льда, который составляет 200 миллионов кубических километров воды, что превосходит количество пресной воды на Земле. Эти данные подтверждаются наблюдениями, сделанными телескопом Кек в 2002 году и эволюционным моделированием. Кроме того, некоторые характеристики поверхности и геологической истории (например, расстояние Цереры от Солнца, благодаря которому можно говорить о достаточном ослаблении солнечного излучения для того, чтобы позволить некоторым компонентам с низкой точки замерзания быть включенными в её состав в процессе формирования), указывают на наличие летучих веществ в недрах Цереры
Строение Цереры: 1 - тонкий слой реголита; 2 - ледяная мантия; 3 - каменное ядро.
На начальном этапе существования ядро Цереры могло разогреваться за счёт радиоактивного распада и, возможно, какая-то часть ледяной мантии находилась в жидком состоянии. По всей видимости, значительная часть поверхности и сейчас покрыта льдом или некой разновидностью ледяного реголита. По аналогии с ледяными спутниками Юпитера и Сатурна можно предположить, что под действием УФ излучения Солнца часть воды диссоциирует и образует сверхразреженную «атмосферу» Цереры. Также остаётся открытым вопрос о наличии на Церере сейчас или в прошлом криовулканизма.
О внешнем облике Цереры известно не так уж и много. На земном небосклоне она предстаёт слабой звёздочкой всего лишь 7-й величины. Видимый диск Цереры очень мал, поэтому первые подробности удалось разглядеть только в конце XX века с помощью орбитального телескопа «Хаббл». На поверхности Цереры различимы несколько светлых и тёмных структур, предположительно кратеров. По слежению за ними удалось точно установить период вращения Цереры (9,07 часа) и наклон оси вращения к плоскости орбиты (менее 4°).
Снимки Цереры, сделанные «Хабблом» в 2003-2004 гг, масштаб 30 км/пиксель.
Самая яркая структура в честь первооткрывателя Цереры получила название «Пияцци». Возможно, это кратер, обнаживший ледяную мантию или даже криовулкан. Наблюдения в ИК диапазоне показали, что средняя температура поверхности составляет 167 К (−106 °C), в перигелии она может достигать 240 К (−33 °C). Радиотелескопом в Аресибо несколько раз проводилось исследование Цереры в диапазоне радиоволн. По характеру отражения радиоволн было установлено, что поверхность Цереры довольно гладкая, видимо, за счёт высокой эластичности ледяной мантии. Спутников у Цереры не обнаружено. По крайней мере пока, наблюдения «Хаббла» исключают существование сателлитов размерами более 10-20 км.
В настоящее время единственным способом изучения Цереры остаются телескопические наблюдения. Регулярно проводятся кампании по наблюдению покрытий звёзд Церерой, по возмущениям в движении соседних астероидов и Марса уточняется её масса.
Качественно новым этапом в изучении Цереры должна стать миссия аппарата АМС Dawn (NASA), запущенного 27 сентября 2007 года. В 2011 году «Dawn» вышел на орбиту вокруг Весты, в феврале 2015 года он должен достигнуть Цереры.
Церера - карликовая планета, «обитающая» во внутренней части астероидного пояса Солнечной системы. Она характеризуется, как самая близкая карликовая планета, находящаяся от Земли (263 млн км). Цереру обнаружил ученый Джузеппе Пиации в 1801 году, являющийся работником Палермской обсерватории. Изначально предполагалось, что Церера относится к полноценным планетам, но в 1802 году ее классифицировали, как астероид. Только в 2006 году Международным Астрономическим Союзом Церера была определена, как карликовая планета, которую назвали в честь древнеримского мифического персонажа - богини плодородия.
Диаметр Цереры - 950 км, ввиду чего ее можно смело причислить к самым крупногабаритным телам астероидного пояса. По своим размерам она превосходит даже луны газовых гигантов. Церера составляет около 32% от общей массы объектов пояса астероидов. Наблюдения, проведенные современными наземными и космическими машинами, показали, что ее форма близка к сферической. Обычно, тела подобных габаритов имеют неправильную форму в связи с пониженной гравитацией.
Поверхность карликовой планеты, по всей видимости, состоит из смеси водного льда с гидратированными минералами (глины, карбонатов). Ученые предполагают, что ядро Цереры состоит из камня и ледяной мантии. Возможно, что под поверхностью карликовой планеты имеются океаны с жидкой водой. Не так давно телескоп «Гершель» зафиксировал водяной пар, исходящий от нее.
С Земли Цереру сложно разглядеть без специльной техники, так как ее яркость составляет всего 6.7-9,3 . Чтобы получить больше информации об объектах такого вида, организация НАСА запустила зонд DAWN исключительно для исследования Весты и Цереры.
Открытие Цереры
В 1772 году И.Э. Боде впервые предположил, что между Юпитером и Марсом существует еще один объект, который, скорее всего, является планетой. Данное предположение астронома в первую очередь основывалось на правиле Тициуса-Боде. После обнаружения Урана Уильямом Гершелем, руководствующимся таким же принципами вычисления небесных объектов, в 1800 году была сформирована группа из 24 ученых под названием «Небесная стража». Ее участники под руководством фон Цаха вели ежедневные наблюдения за небом с помощью самых мощных машин того времени. Тогда обнаружить Цереру им не удалось, зато в ходе работы они открыли несколько крупногабаритных астероидов.
Как было сказано выше, Цереру обнаружил в 1801 году Дж. Пиации, которого также хотели включить в группу «Небесная стража». Но ученый сделал свое открытие до этого. Изначально он специализировался на поиске «87- ой» звезды «Каталога Зодикальных звезд», но обнаружил, что ей предшествует другая». Вместо «лишнего» светила он обнаружил космическое тело, которое ученый сперва принял за комету.
Примерно через месяц после обнаружения, ученый решил рассказать о случившемся двум своими коллегам - Б.Ориани и И. Боде. В своих письмах Пиации рассказывал об объекте, как о комете, но также пояснил, что не исключает того, что он может являться чем-то другим. На эту мысль ученого наталкивало слишком медленное и равномерное движение тела.
Спустя несколько месяцев Пиации собрал больше сведений о новом объекте и направил их в письме своему французскому коллеге - Ж. Лаланду. Вскоре наблюдения были опубликованы в журнале «Monatliche Correspondenz.
Но к моменту выхода статьи с новыми данным, положение Цереры именилось, и астрономы не смогли утвердить открытие Пиации. Но к концу года объект снова хорошо визуализировался на ночном небе.
В то время один молодой ученый по имени К. Фридрих Гаусс разрабатывал новый, но очень перспективный метод определения орбиты космических тел. В его задачу входило вычисление орбиты по трем наблюдениям, во время каждого из которых производилась оценка объекта по прямому восхождению и склонению. Чтобы вычислить путь Цереры, Гауссу понадобилось всего несколько недель, после чего он направил свои расчеты фон Цаху, впоследствии чего обнаружение Цереры было утверждено.
Ученые, наблюдавшие Цереру впервые, смогли также вычислить ее размер. По расчетам Гершеля диаметр объекта был равен 260 км.
Наименование
Пиации был первым, кто предложил название открытому им же объекту. Он изъявил желание назвать его Церерой Фердинанда в честь Сицилийского короля Фердинанда и римской богини плодородия Цереры. Второе слово названия было снято по тем соображением, что оно было неприемлемо для других стран.
В Германии объект предложили назвать Герой или Деметрой, которая также является покровительницей земледелия, но только у древних греков. Символом Цереры ранее был серп, схожий с символом Венеры. Позднее ей был присвоен иной символ - единица в центра круга.
Также в честь этой карликовой планеты был назван химических элемент - церий, который впоследствии получил другое название - палладий, символизирующий открытие крупного астероида Паллады.
Статус Цереры
Статус объекта менялся не раз. И. Элер Боде считал, что Церера является той самой «недостающий планетой», заключенной в промежутке между орбитами Юпитера и Марса. Также Церера причислялась к таким же планетам, как 4 Веста, 2 Паллада и 3 Юнона, о чем говорится во многих ранних астрономических книгах.
Спустя некоторое время в промежутке между Юпитером и Марсом, помимо Цереры, были найдены другие объекты, которым в 1810 Уильямом Гершелем был присвоен термин «астероид».
Это означало, что Церера стала самым первым открытым астероидом. В ходе многочисленных споров о том, что же на самом деле представляет собой Плутон, Церере вернули статус планеты. По общепринятому мнению Церера полностью соотвестветствовала определению планеты. К планетам космическое тело можно причислялось, если оно:
А) Обладает достаточной массой, чтобы под силой гравитации обрести и постоянно поддерживать правильную сферическую форму.
Б) Обращаться вокруг светила, не являясь ни спутником какой-либо из планет, ни иной звездой
Только по этим двум критерием Цереру можно было отнести к полноценным планетам, вследствие чего она бы смогла стать пятой по удаленности планетой от Солнца. Но в 2006 года были введены дополнительные требования. Например, чтобы называться планетой, космический объект должен иметь вблизи своей орбиты «пустую» область, свободную от других тел. Церера не соответствует данному критерию, потому что вблизи ее орбиты находится огромное количество астероидов. Именно потому ученые единогласно причислили ее к карликовым планетам.
Далее в 2008 года MAC ввел дополнительную категорию для определения карликовых планет - «плутоиды». В нее входят все карликовые планеты, радиус обриты которых превышает орбитальный радиус Нептуна. Ввиду того, что определением формы объектов на таком расстоянии может быть затруднительным, ученые решили относить к плутоидам все объекты, соответствующие звездой величие выше +1. Что касается Цереры, то она также не попадает под эту категорию.
Сегодня бытует мнение, что, если Церера с 2006 года определяется, как карликовая планета, то она больше не относится к астероидам. К примеру, на астрономическом интернет-ресурсе space.com, говорится о том, что "Что Церера- карликовая планета и Паллада - крупный астероид, ранее оба классифицировались, как астероиды». Международный Астрономический Союз сделал уточнение по данному вопросу, заявив, что Церера являлась одним из самых крупных астероидов. Но, если речь идет об астероидах, встречающихся на пути пересечения Цереры, то ее принято рассматривать, как астероид. Представители Центра Малых Планет отмечают, что космическим телам данного типа должны присваиваться двойные обозначения.
На самом деле при решении МАС причислить Цереру к карликовым планетам, не было упомянуто о том, лишается ли она статуса «астероида» или нет. Дело в том, что МАС-ом до этого времени не было дано точного определения термина «астероид», и до 2006 тела данного вида назывались «малыми планетами», а после «Маломи телами Солнечной системы». Что касается ученых НАСА, то они считают предпочтительнее упоминать о Церере не только как о карликовой планете, но и как о астероиде.
Орбита карликовой планеты лежит в промежутке между марсианской и юпитерианской орбитами в области астероидного пояса. Она характеризуется, как слабоэллиптичная с эксцентриситетом 0,08 и имеет умеренный угол наклона к плоскости эклиптики (10,6°).
Период обращения Цереры вокруг звезды равен 4,6 года. Дистанция, на которой она находится от Солнца, оценивается в 2,77 а.е. Цереру от Земли разделяет 263 млн км. День на Церере равен 9 ч. 4 мин.
Не исключено, что Церера ранее принадлежала к семейству астероидов. Если астероиды, имеют много совпадений по орбитальным характеристикам, то это может являться достоверным признаком их единого происхождения. В ходе спектрального анализа карликовой планеты удалось выявить значительные отличия от окружающих ее астероидов - объектов Семейства Гефьен. Ученые полагают, что с данными объектами карликовая планета имеет лишь общую орбиту, чего нельзя сказать о происхождении.
В 2011 году работники Парижской обсерватории, занимающиеся воспроизведением «реально картины» 8-ми крупных планет, а также Плутона, Луны, Иниды, Паллады, Цереры, Весты и Бамберги методом компьютерного моделирования, выявили, что конкретно у Весты и Цереры имеется склонность к «беспорядочному» поведению.
Жаком Ласкаром в одном из выпусков «Astronomy & Astrophysics» было рассказано о том, что 0,2%-ая вероятность столкновения Цереры и Весты ставится по сомнения ввиду того, что их дальнейшие движения будет невозможно предсказать уже через 400 тыс. лет.
Наблюдение планет с Цереры
При наблюдении за многими планетами с Цереры, например, за Землей, Венерой, Марсом и Меркурием, с ее поверхности они будут выглядеть, как внутренние и смогут проходить по диску звезды.
Несмотря на то, что Церера обращается внутри астероидного пояса, увидеть астероиды с ее поверхности невооруженным взглядом было бы невозможно. Только несколько самых крупных смогли бы время от времени появляться в небе Цереры в виде тусклых звезд. Астероиды меньших габаритов можно было бы видеть крайне редко - во время нечастных телесных сближений.
Физические характеристики Цереры
Церера является самым большим из ныне открытых объектов астероидного пояса. Ее массовые показатели были выявлены по принципу ее влияния на меньшие тела, располагающиеся вблизи карликовой планеты. Безусловно, результаты, полученные в ходе разных исследований, разнятся. Но, если брать во внимание самые точные из них, то масса Цереры равна 9,4·10 20 кг, что практически соответствует 30% массы всех объектов, включенных в данный пояс, но в 6 тыс раз уступает массовым показателям нашей планеты.
Благодаря собственной силе гравитации, вызванной относительно большой массой Цереры, она приобрела правильную сферическую форму. Именно эта особенность отличает карликовую планету от других больших астероидов (2 Паллады и 3 Юноны и 10 Гигеи)
Церера состоит из каменного ядра, слоя ледяной мантии и тонкого слоя реголита.
Главное отличие этой карликовой планеты от других крупных астероидов заключается в том, что даже после окончания формирования под действием гравитации сферической формы, в ее недрах стали также происходить значительные метаморфозы. Например, порода, состоящая из более тяжелых элементов, начала смещаться в центр, а более легкие компоненты стали составляющими поверхностного слоя объекта. По данному принципу сформировалось каменное ядро Цереры и криомантия, состоящая из водяного льда.
Ввиду того, что Церера обладает достаточно низкой плотностью, толщина ее мантии, по предварительной оценке ученых равна порядка 28% от всей ее массы и 50% от объема объекта. Также его мантия содержит большое количество льда объемом 200 млн куб. метров, что сильно превосходит количество пресной воды на нашей планете.
Данную информацию подтвердили в процессе наблюдений, производимых телескопом Кек, а также при эволюционном моделировании. Также, некоторые характеристики верхних слоев карликовой планеты и геологической истории (к примеру, факт о чересчур большом расстоянии объекта от звезды, что объясняется тем, что некоторые компоненты с низкой температурой замерзания сохранились в ее составе еще с процесса формирования объекта), указывают на возможное присутствие в недрах Цереры летучих веществ.
Возможно, на первых этапах становления, ядро карликовой планеты разогревалось от радиактивного распада. Это дает веские причины предположить, что часть ледяной мантии Цереры могла находиться в текучем состоянии. Тем более, что сегодня часть ее поверхности покрывает лед и реголит. Судя по ледяным сатурнианским и юпитерским спутникам, которые были исследованы более тщательно, можно предположить, что под воздействием УФ -лучей часть «внутренней» воды испаряется, формируя сильно разряженную «атмосферу» карликовой планеты. Сегодня ученые работают над выяснением вопроса о наличие на Церере такого явления, как криовулканизм.
Считается, что спутники у Цереры отсутствуют. Даже телескоп «Хаббл» пока отрицает их существование.
Поверхность Цереры
О реальном внешнем виде карликовой планеты известно не много. На ночном небе она визуализируется, как маленькая звезда 7-й величины. В связи с ее большой удаленностью и относительно небольшими размерами, разглядеть ее видимый диск удалось только в 20 веке, благодаря космической машине «Хаббл». На снимках, произведенных орбитальным телескопом, отчетливо видно, несколько светлых и темных структур на поверхности Цереры. Вероятно, это кратеры. С помощью регулярного отслеживания их перемещения, ученым удалось наиболее точно установить период вращения объекта, равный 9,07 часа, а также наклон оси вращения по отношению к плоскости орбиты - приблизительно 4°. Одно из самых ярких структур (пятен), виднеющихся на снимках поверхности Цереры, было решено назвать «Пиации». Вероятно, что это крупный кратер, через который виден слой ледяной мантии и, вероятно, криовулкан. Результаты исследований поверхности Цереры в инфракрасном волновом диапазоне указывают на то, что средняя температу на ней равна -106 °C, в перигелии - -33 °C.
С помощью одного из самых крупных наземных телескопов - радиотелеска в Аресибо, удалось установить, что поверхность карликовой планеты относительно гладкая, что объясняется высокой эластичностью ледяной мантии.
В 2014 Международным Астрономическим Союзом было решено, что в качестве названий структур поверхности карликовой планеты могут быть любые названия, связанные с двумя тематиками:
Именами божеств плодородия и земледелия
Названиями крупных фестивалей и празднеств, посвященных земледелию.
Дальнейшие исследования
Сегодня самым оптимальным и доступным способом изучения планеты являются телескопические исследования. Ученые в настоящее время проводят наблюдения покрытия звезд Церерой по колебаниям и движениям ее соседних объектов и Марса.
В начале 2014 года ученые сообщили о наличии небольших сгустков водяного пара рядом с поверхностью с карликовой планеты. Данный феномен был обнаружен в процессе наблюдения за объектом с помощью телескопа Гершеля. На данный момент Церера является четверым объектом в Солнечной системе, на котором зафиксировано наличие воды.
Также в 2012 года марсианским ровером Кьюриосити были произведены снимки удаленных астероидов, на фоне которых также видна и Церера.
Новый прорыв в изучении Цереры состоялся при запуске аппарата НАСА AMC Dawn. В 2015 году он достигнет Цереры. Уже 13 января аппарат произвел первые снимки поверхности карликовой планеты.
Карликовая планета Церера - планета астероидного типа. Церера была открыта вечером 1 января 1801 года итальянским астрономом Джузеппе Пьяцци. Это самое массивное небесное тело пояса астероидов и по размерам превосходит многие крупные спутники планет-гигантов. Длительное время Церера рассматривалась как полноценная планета , впоследствии она была классифицирована как астероид, а по результатам уточнения понятия планета Международным астрономическим союзом 24 августа 2006 года на XXVI Генеральной Ассамблее МАС была отнесена к карликовым планетам. Орбита Цереры лежит между орбитами Марса и и весьма «планетообразна»: слабоэллиптична и имеет умеренный наклон к плоскости эклиптики равный 10°. Период обращения вокруг Солнца - 4,6 года. Карликовая планета Церера имеет форму сфероида размерами 975х909 км. Её масса равна 9,5х1020 кг, что составляет почти треть всей массы пояса астероидов, но в то же время более чем в 6000 раз уступает массе . Значительная масса Цереры привела к тому, что под действием собственной гравитации это небесное тело, как и многие другие планетоиды, приобрело форму, близкую к сферической.
Однако, на этом её эволюция не закончилась и, в отличие от большинства астероидов, на Церере началась дифференциация внутренней структуры - более тяжёлые породы опускались к центру, более лёгкие поднимались к поверхности. Таким образом сформировалось каменное ядро и мантия из водяного льда. Судя по низкой плотности Цереры, она содержит значительное количество льда, до 20-30% по массе, что эквивалентно ледяной мантии толщиной 60-100 км. На начальном этапе существования ядро Цереры могло разогреваться за счёт радиоактивного распада и, возможно, какая-то часть ледяной мантии находилась в жидком состоянии. По всей видимости, значительная часть поверхности и сейчас покрыта льдом или некой разновидностью ледяного реголита. По аналогии с ледяными спутниками Юпитера и можно предположить, что под действием УФ излучения Солнца часть воды диссоциирует и образует сверхразреженную «атмосферу» Цереры. Также остаётся открытым вопрос о наличии на Церере сейчас или в прошлом криовулканизма.
О внешнем облике Цереры известно не так уж и много. На земном небосклоне она предстаёт слабой звёздочкой всего лишь 7-й величины. Видимый диск Цереры очень мал, поэтому первые подробности удалось разглядеть только в конце XX века с помощью орбитального телескопа «Хаббл». На поверхности карликовая планета Церера имеет несколько светлых и тёмных структур, предположительно кратеров. По слежению за ними удалось точно установить период вращения Цереры (9,07 часа) и наклон оси вращения к плоскости орбиты (менее 4°). Самая яркая структура (см. рисунок справа) в честь первооткрывателя планеты Цереры получила название «Пьяцци». Возможно, это кратер, обнаживший ледяную мантию или даже криовулкан. Наблюдения в ИК диапазоне показали, что средняя температура поверхности составляет 167 К, в перигелии она может достигать 240 К (-33 °C). Радиотелескопом в Аресибо несколько раз проводилось исследование Цереры в диапазоне радиоволн. По характеру отражения радиоволн было установлено, что поверхность Цереры довольно гладкая, видимо, за счёт высокой эластичности ледяной мантии. Спутников у Цереры не обнаружено. По крайней мере пока, наблюдения «Хаббла» исключают существование сателлитов размерами более 10-20 км.
В настоящее время единственным способом изучения Цереры остаются телескопические наблюдения. Регулярно проводятся кампании по наблюдению покрытий звёзд Церерой, по возмущениям в движении соседних астероидов и
Церера – карликовая планета Солнечной системы: обнаружение и имя, классификация, размер, масса, орбита, состав, атмосфера, происхождение, исследование с фото.
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 карликовой планеты Церера
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.
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 карликовой планеты Церера
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 карликовой планеты Церера
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 Цереры
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.
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.
Происхождение Цереры
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 карликовой планеты Церера
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 Цереры
Кратер Гау на Церере
Кратер Джулинг
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.
Кратер Купало на Церере
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.
Кратеры Такел и Козоби
Оккатор в ложном цвете
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.
Оккатор на лимбе Цереры
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.
Освоение Цереры
Северное полушарие Цереры
Церера в цвете
Южное полушарие Цереры
Яркие пятна на второй картографической орбите Цереры
Ярчайшие пятна и кратер Оккатор
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.