Зонд Dawn нашел доказательства геологической активности Цереры

Ученые на основе данных, собранных аппаратом Dawn, получили новое подтверждение гипотезы, что карликовая планета Церера до сих пор остается геологически активным телом, говорится в статье, опубликованной в журнале Science Advances.

Карликовая планета Церера является наиболее массивным объектом в поясе астероидов между Марсом и Юпитером. С 2015 года ее исследует межпланетный аппарат Dawn («Рассвет»), благодаря которому ученые за последние несколько лет получили много новых сведений о карликовой планете. Так например была составлена гравитационная карта Цереры и получены детальные снимки ее поверхности. Кроме того, исследователи нашли на Церере «холодные ловушки», пригодные для удержания водяного льда в течение долгого времени, сами залежи водяного льда, а также следы органических веществ, необычные горы, исчезнувшие кратеры, ледники и оползни.

Ранее уже высказывались предположения, что Церера была геологически активна в прошлом и осталась такой до сих пор. Об этом говорят обнаруженные на планете гора Ахуна, которая может являться криовулканом, и яркие белые пятна, которые могли возникнуть в местах выброса на поверхность соленой жидкости через трещины в грунте. Предыдущие работы, основанные на наблюдениях с Земли и данных, собранных «Рассветом», показывают, что поверхность Цереры состоит из комбинации филлосиликатов, карбонатов, органических соединений и летучих веществ, в том числе и воды. Распределение и химический состав карбонатов являются индикаторами различных химических процессов на Церере с участием воды, например присутствие гидратированных карбонатов указывает на недавние (в геологическом плане) процессы их формирования и позволяет их отследить.

Группа астрономов во главе с Филиппо Карроццо (Filippo Carrozzo) построила карту распределения карбонатов по поверхности Цереры на основе данных, собранных спектрометром VIR (Visible-Infrared Mapping Spectrometer), установленного на аппарате Dawn, который регистрировал полосы поглощения, соответствующие карбонатам и другим соединениям в спектре отраженного от поверхности света, на длинах волн 0,25-5,1 миллиметра.

Анализ собранных данных показал, что в поверхностном слое Цереры содержатся карбонаты магния и кальция, такие как магнезит (MgCO₃) или доломит [MgCa(CO₃)₂], достаточно равномерно распределенные по всей поверхности.  Однако есть несколько областей, которые имеют другой состав, в частности яркие пятна вблизи ударных кратеров и горы Ахуна, где наблюдаются карбонаты натрия, в том числе натрит (Na₂CO₃), а также гидратированные карбонаты натрия, такие как термонатрит (Na₂CO3•H₂O) или трона (NaHCO₃•Na₂CO₃•2H₂O) Гидратированные карбонаты встречаются также в местах, где в наличии залежи водяного льда.

Еще до начала миссии Dawn предполагалось, что карбонаты в поверхностном слое Цереры могли образоваться при окислении органического вещества, во время химических реакций в присутствии воды, которая могла существовать в жидком виде из-за тепла, выделявшегося при распаде радиоактивных элементов, таких как ²⁶Al. Присутствие карбонатов натрия, магния и кальция указывает на то, что жидкая среда была относительно щелочной и содержала много хлоридов и щелочных элементов, как это было предсказано для жидкостей, взаимодействующих с хондритным материалом. Если Церера возникла из вещества, характерного для внешней части Солнечной системы, она будет содержать в себе много льдов, богатых CO₂/CO/NH₃. Таким образом, жидкая среда могла быть похожа по составу на богатые Na-NH₄-Cl-CO₃ среды, которые наблюдаются на некоторых спутниках планет во внешней Солнечной системе. Гидратированные карбонаты натрия могли образоваться во время существования глобального подповерхностного океана, а затем оказались в составе коры Цереры при замерзании этого океана. В дальнейшем они могут выходить на поверхность при образовании ударных кратеров или процессах апвеллинга вещества из глубины к поверхности через трещины и разломы, после чего частично разлагаются и обезвоживаются.

Это означает, что участки поверхности Цереры, богатые гидратированными карбонатами, были сформированы (или обнажились) не так давно (в пределах от несколько до сотни миллионов лет назад), и обезвоживание гидратированных карбонатов натрия все еще продолжается. Различные химические формы карбоната натрия, внешний вид и морфология этих отложений и неравномерное распределение по поверхности Цереры указывают на то, что процессы образования, дегидратации и разложения карбонатов являются повторяющимися и незатухающими, что говорит о том, что карликовая планета все еще является геологически активным телом, на котором идут геологические процессы с участием жидкой воды.

В октябре прошлого года было принято решение продлить миссию аппарата Dawn до конца 2018 года. После ее завершения, во избежание загрязнения поверхности Цереры материалами земного происхождения, аппарат не будут разбивать об нее, а оставят на вечной орбите вокруг карликовой планеты.

Александр Войтюк