Под поверхностью Цереры, ближайшей к Солнцу карликовой планеты, существуют большие запасы водяного льда, причем наибольшее их количество сконцентрировано у полюсов. Кроме того, водяной лед также встречается и на поверхности небесного тела — он спрятан в кратерах, куда плохо проникают лучи Солнца. Об этом рассказывается в статьях, опубликованных в журналах Science и Nature.
В прошлом году зонд Dawn при сближении с Церерой обнаружил загадочные яркие пятна на ее поверхности. Изначально исследователи предполагали, что эти пятна представляют собой лед, однако впоследствии выяснилось, что они состоят из соли. Ученые посчитали, что солевые отложения остались после испарения большей части воды, которая когда-то находилась на небесном теле. Чуть позднее команда миссии Dawn представила доказательства того, что на Церере действительно существовала и до сих пор существует вода в виде льда. Планетологи даже указали, где именно стоит искать залежи. Однако только сейчас ученые провели обширный анализ данных и показали, в каких местах на поверхности и в недрах Цереры скрывается водяной лед.
Первая команда исследователей изучала Цереру с помощью детектора нейтронов и гамма излучения GRaND, установленного на борту зонда Dawn. Она построила карту распределения железа, калия и водорода на поверхности карликовой планеты. Ученые заметили, что водород присутствует в больших количествах в умеренных и приполярных широтах. По их мнению, это указывает на то, что в приповерхностном слое Цереры, на глубине менее одного метра, может скрываться водяной лед. В области экватора замороженная вода скорее всего сублимируется и уносится сразу в космос. «Здесь космонавту пришлось бы выкопать яму глубиной около метра, чтобы найти лед, в то время как на северном полюсе ему будет достаточно смахнуть слой пыли», — комментирует один из авторов работы.
Сравнение Цереры с Вестой, одним из крупнейших астероидов в главном поясе, показывает, что карликовая планета содержит примерно в сто раз больше водорода, и что он более равномерно распределен по ее поверхности. По мнению ученых, это говорит о том, что вода когда-то играла и до сих пор играет важную роль на Церере. Анализ соотношения железа и водорода в верхнем слое и сравнение карликовой планеты с похожими на нее по составу углистыми хондритами также показывает, что миллиарды лет назад Церера могла быть теплой внутри и на ней, вероятно, существовала жидкая вода. Находившиеся в воде тяжелые частицы, вероятно, тонули и уходили вглубь, возможно даже к ядру планеты, а более легкие наоборот оставались наверху. По мнению ученых, это объясняет, почему, например, вблизи поверхности очень мало железа.
Другая команда ученых исследовала кратеры Цереры. Для этого она использовала инфракрасный спектрометр и камеры зонда Dawn. Планетологи изучили более 600 холодных кратеров, которые большую часть времени находятся в тени — такие объекты называют ледяными ловушками, и температура в них достигает около −160 градусов Цельсия. В десяти из них удалось обнаружить залежи яркого материала, отражающего свет. Только в одном кратере удалось подтвердить наличие льда на дне.
Ледяные ловушки, аналогичные тем, что присутствуют на Церере, также находили на Меркурии и Луне. Наклон оси вращения у этих тел невелик, поэтому их полюса очень холодные и покрыты кратерами, куда совсем не попадает солнечный свет. Ученые считают, что лед на Меркурий и Луну мог быть принесен другими небесными телами, например метеоритами. Однако быть уверенными в том, что он попал на Цереру тем же путем, исследователи не могут. «Предстоит изучить, как лед оказался там и каким образом он продержался на поверхности так долго. Он мог появиться благодаря ледяной мантии Цереры, а мог прилететь из космоса», — комментирует один из авторов исследования.
Кристина Уласович