Nieoczekiwane zmiany jasnych kropek na Ceres

Ceres widziana przez sondę Dawn

Obserwacje wykonane za pomocą spektrografu HARPS zainstalowanego w Obserwatorium La Silla w Chile pozwoliły odkryć nieoczekiwane zmiany jasnych kropek na powierzchni planety karłowatej Ceres. Chociaż Ceres z Ziemi widoczna jest tylko jako słabe punktowe źródło światła, bardzo dokładne badania jej promieniowania wskazują nie tylko na przewidywalne zmiany spowodowane obrotem wokół własnej osi, lecz także fakt, że kropki jaśnieją w ciągu dnia. Owe obserwacje wskazują, że materia, z której złożone są kropki jest lotny i odparowuje w ciepłym blasku Słońca.

Ceres to największy obiekt Pasa Planetoid znajdującego się między orbitami Marsa i Jowisza i jedyny obiekt tam sklasyfikowany jako planeta karłowata. Sonda Dawn znajduje się na orbicie wokół Ceres już od ponad roku, dzięki czemu była w stanie stworzyć bardzo dokładną mapę powierzchni Ceres.  Jednym z większych zaskoczeń związanych z Ceres było odkrycie bardzo jasnych kropek na jej powierzchni, które odbijają wielokrotnie więcej światła niż otaczające je obszary. Najjaśniejsza i najwyraźniejsza z nich znajduje się w kraterze Occator i wskazuje, że Ceres może być dużo bardziej aktywnym obiektem niż otaczające je planetoidy.

eso1609b

Nowe i bardzo precyzyjne obserwacje wykonane za pomocą spektrografu HARPS zamontowanego na 3.6-metrowym teleskopie w La Silla, w Chile odkryły teraz nie tylko zmiany jasności kropek spowodowane obrotem Ceres wokół własnej osi, lecz także dodatkowe, nieoczekiwane zmiany jasności, które wskazują, że materia kropek jest lotna i odparowuje w blasku Słońca.

Główny autor nowego badania – Paolo Molaro z INAF-Trieste Astronomical Observatory – mówi: „Gdy tylko sonda Dawn odkryła tajemnicze jasne kropki na powierzchni Ceres, natychmiast zacząłem się zastanawiać jaką ich cechę możemy zmierzyć z powierzchni Ziemi. Wraz z ruchem obrotowym Ceres kropki niejako zbliżają się do Ziemi, a następnie oddalają – to wpływa na widmo odbitego przez nie światła docierające do Ziemi.”

Ceres wykonuje pełen obrót wokół własnej osi co 9 godzin i obliczenia wskazywały, że efekty związane z ruchem kropek zbliżających się i oddalających od Ziemi w związku z tą rotacją, będą bardzo małe -ok. 20 km/h. Jednak już ten ruch jest wystarczająco duży, aby można było go zmierzyć dopplerowsko bardzo precyzyjnym instrumentem takim jak HARPS. Zespół obserwował Ceres za pomocą HARPS przez nieco ponad 2 noce w lipcu i sierpniu 2015 roku.  „Wyniki były zaskakujące,” dodaje Antonino Lanza z INAF-Catania Astrophysical Obsrvatory, współautor badania. „Faktycznie wykryliśmy oczekiwane przez nas zmiany w widmie spowodowane rotacją Ceres, ale towarzyszyły im znaczne wariacje między kolejnymi obrotami.”

Zespół stwierdził, że obserwowane zmiany mogą być spowodowane obecnością lotnych substancji, które wyparowują wskutek oddziaływania promieniowania słonecznego. Gdy kropki we wnętrzu krateru Occator znajdują się po stronie oświetlanej przez Słońce, powodują powstanie  strumieni, które bardzo wydajnie odbijają promieniowanie słoneczne. Owe strumienie następnie bardzo szybko odparowują, tracą zdolność odbijania światła tym samym powodując powstawanie obserwowanych przez nas zmian. Ten efekt jednak zmienia się z nocy na noc, co powoduje powstanie kolejnych wariacji, zarówno w krótszej jak i dłuższej skali czasowej.

Jeżeli to wytłumaczenie się potwierdzi, Ceres okaże się bardzo różna od Westy i innych planetoid pasa głównego.  Mimo, że Ceres wydaje się stosunkowo odizolowana od reszty, mamy wrażenie, że jej wnętrze jest aktywne. Wiemy także, że na Ceres znajduje się stosunkowo dużo wody, jednak jak na razie nie wiadomo czy ma to związek z jasnymi kropkami.

Sonda Dawn kontynuuje badania Ceres i zachowania tajemniczych kropek z orbity. Obserwacje naziemne za pomocą HARPS i innych instrumentów będą mogły być prowadzone także po zakończeniu misji sondy.

Źródło: ESA