Американские и немецкие ученые пришли к выводу, что самая большая гора на Церере на самом деле является ледяным криовулканом, а значит, карликовая планета была геологически активна по крайней мере в течение последнего миллиарда лет, а возможно, активна и сейчас. Об этом рассказывает статья, опубликованная в журнале Science.
Первые предположения о том, что на Церере, наиболее массивном объекте в поясе астероидов между Марсом и Юпитером, могут существовать криовулканы, были выдвинуты планетологами в 2014 году. Тогда ученые увидели в атмосфере карликовой планеты присутствие небольшого количества водяного пара. Сопоставив его распределение по долготе и собственную скорость вращения планеты, исследователи пришли к выводу, что на Церере должно быть как минимум два источника газовых выбросов. Тем не менее, этих данных было недостаточно для того, чтобы с уверенностью указать на хотя бы один из них.
В новой работе исследователи анализировали фотографии карликовой планеты, полученные с помощью камеры Frame Camera на космическом аппарате Dawn. На них изображена гора Ахуна Монс, высота которой достигает пяти километров, а ширина у основания — двадцати. Горы, как правило, формируются в результате движения литосферных плит, однако на снимках этого участка поверхности Цереры планетологам не удалось обнаружить ни следов тектонического сжатия, ни столовых гор, которые образуются в результате эрозии. Исследователи также исключили вздутие поверхности в результате диапиризма, то есть поднятия нижележащих пластичных пород. Дело в том, что верхний слой, для того чтобы он мог «вспучиться» без прокола, должен быть достаточно эластичным, а ученым пока не удалось обнаружить свидетельств такой эластичности.
Таким образом, криовулканическая активность остается единственным объяснением возникновения Ахуна Монс, утверждают авторы статьи. Температура в недрах карликовой планеты (фактически — огромного астероида) слишком низкая, чтобы допустить образование настоящей силикатной магмы. Поэтому ее роль в случае Цереры скорее всего играет расплавленная соленая вода.
О криовулканической природе Ахуна Монс свидетельствует соотношение высоты и ширины горы и ее схожесть с подобными образованиями на других телах Солнечной системы. Кроме того, Ахуна Монс весьма напоминает вулканический купол: на ее вершине наблюдаются характерные трещины, а на склонах есть линии, которые обычно возникают при камнепадах. У подножия горы также находится довольно гладкий участок поверхности, который в значительно меньшей степени покрыт ударными кратерами по сравнению с окружающей местностью. По мнению планетологов, он мог возникнуть либо в результате выброса материала при появлении близлежащего кратера, либо в результате формирования горы.
Относительно небольшое количество кратеров на окружающей поверхности показывает, что самая большая гора Цереры достаточно молода с точки зрения геологический истории карликовой планеты. Ее возраст по самым верхним оценкам не превышает 210±30 миллионов лет, в то время как нижняя оценка дает возраст в 70±20 миллионов лет. Для сравнения, сама Церера, по мнению исследователей, появилась 4,5 миллиарда лет назад — то есть на протяжении большей части своего существования она оставалась геологически активной. На молодой возраст Ахуна Монс указывает также крутизна ее склонов, которые еще не успели «сгладиться» под ударами астероидов, и относительная яркость по сравнению с окружающей местностью, что указывает на недолгое нахождение под влиянием космической радиации.
По словам планетологов, для того чтобы определить причину извержений, а также состав криолавы, требуются дополнительные наблюдения. Криовулканическая активность уже наблюдалась на других телах Солнечной системы, но в случае Цереры является весьма неожиданной. Например, впервые следы существования вулканов, извергающих вместо потока расплавленных горных пород холодную смесь из жидкого или газообразного аммиака, метана, воды и других веществ, были обнаружены на Тритоне, спутнике Нептуна. Тогда космический аппарат «Вояджер-2» заметил небольшие темные пятна на южной полярной шапке Тритона, которые оказались газовыми струями. Впоследствии криовулканы находили на Энцеладе, Титане, Плутоне или Хароне. Однако все эти тела являются спутниками крупных планет и могут разогреваться в результате действия мощных приливных сил. Что стало причиной геологической активности в недрах Цереры, которая находится в астероидном поясе и удалена от крупных планет, пока не ясно.
Церера стала вторым остановочным пунктом космического аппарата Dawn. Первым небесным телом, с которым сблизилась межпланетная станция, был астероид Веста. До того как Церера была признана карликовой планетой, Веста считалась третьим по размеру объектом в главном астероидном поясе. Ее средний диаметр достигает 525 километров, а яркость настолько велика, что ее можно наблюдать с Земли невооруженным глазом. Dawn провел на орбите Весты около года, позволив составить ее карту и изучить физические характеристики, после чего в 2012 году отправился в дальнейший полет к Церере.
Кристина Уласович