Obserwatorium SOFIA odkrywa przed nami prawdziwy skład Ceres

Najnowsze obserwacje wskazują, że Ceres – największe ciało Pasa Planetoid – nie posiada bogatego w węgiel składu chemicznego powierzchni, na który wskazywały wcześniejsze obserwacje teleskopowe tak z ziemi jak i z przestrzeni kosmicznej.

Wykorzystując dane zebrane przede wszystkim w latającym obserwatorium SOFIA (Stratospheric Observatory for Infrared Astronomy), zespół astronomów odkrył na powierzchni Ceres obecność dużej ilości materii, która wydaje się być fragmentami planetoidy zawierającej głównie krzemiany. Obserwacje stoją w sprzeczności z obecnie przyjmowaną klasyfikacją składu chemicznego powierzchni Ceres jako obiektu bogatego w węgiel. Wyniki badań wskazują, że przynajmniej w części Ceres pokryta jest materią, która skutecznie ukrywa prawdziwy skład chemiczny tej planety karłowatej.

„Nasze badania rozwiązują od dawna debatowaną kwestię tego czy materia tworząca powierzchnię planetoidy może prawidłowo odzwierciedlać jej cały skład chemiczny,” mówi Pierre Vernazza, badacz z Laboratoire d’Astrophysique de Marseille (LAM-CNRS/AMU). „Wyniki badań dowodzą, że poszerzając obserwacje o zakres średniej podczerwieni, możemy wciąż zidentyfikować skład chemiczny obiektu mimo zanieczyszczenia nawet 20% materiału pochodzącego z innego źródła,” mówi Vernazza.

Astronomowie zaklasyfikowali Ceres wraz z 75% wszystkich planetoid do klasy C bazując na ich barwach. Widma uzyskane w średniej podczerwieni za pomocą instrumentów zainstalowanych w obserwatorium SOFIA wskazują, że Ceres istotnie różni się od bliskich jej planetoid typu C, co burzy naszą obecną wiedzę o związku Ceres z mniejszymi planetoidami.

„SOFIA, dzięki swojej lokalizacji i wyjątkowo czułemu instrumentowi FORCAST, jest jedyny obecnie działającym lub planowanym obserwatorium, które może wykonywać tego typu obserwacje,” mówi Franck Marchis, planetolog z Instytutu SETI i jeden ze współautorów opracowania. „Te i przyszłe obserwacje w średniej podczerwieni będą kluczowe na drodze do zrozumienia prawdziwej natury i historii planetoid.”

Ceres i planetoidy to nie jedyny przypadek kiedy to materia przeniesiona z innego obiektu wpływała na skład chemiczny powierzchni ciał Układu Słonecznego. Idealnym przykładem może być chociażby księżyc Saturna o dwóch twarzach – Japet, czy też czerwona materia zarejestrowana przez sondę New Horizons na powierzchni Charona – największego księżyca Plutona. Planetolodzy uważają także, że materia z komet i planetoid pomagała ukształtować powierzchnię formującej się Ziemi. Obiekty te mogły przetransportować na Ziemię znaczne ilości wody i substancji organicznych.

Japet – dwukolorowy księżyc Saturna. Źródło: NASA

„Modele Ceres bazujące na danych zebranych przez sondę Dawn i teleskopy naziemne wskazują na znaczne ilości minerałów zawierających wodę i węgiel,” mówi Vernazza. „Tylko obserwacje w średniej podczerwieni wykonane za pomocą obserwatorium SOFIA umożliwiły wykazanie obecności materii krzemowej na powierzchni Ceres.”

Aby zidentyfikować pochodzenie piroksenu na powierzchni Ceres, Vernazza ze współpracownikami – badaczami z Instytutu SETI w Mountain View oraz Jet Propulsion Laboratory w Pasadenie, skupil się na międzyplanetarnych ziarnach pyłu (IDP – ang. interplanetary dust particles), które często odpowiadają za meteory gdy wchodzą w ziemską atmosferę. Zespół badawczy już wcześniej wykazał, że IDP pojawiają się w przestrzeni kosmicznej wskutek kolizji planetoid i stanowią ważne źródło materii pokrywającej powierzchnię wielu planetoid. Możliwe zatem, że pokrywa składająca się z IDP sprawiła, że Ceres przyjęła barwę podobną do jej suchych i skalistych sąsiadek.

Wyniki badania opublikowano 16 stycznia 2017 roku w periodyku Astronomical Journal.

Źródło: NASA

Artykuł naukowy: http://iopscience.iop.org/article/10.3847/1538-3881/153/2/72