Lód w zacienionych kraterach Ceres związany z historią nachylenia

Planeta karłowata Ceres może znajdować się setki milionów kilometrów od Jowisza i jeszcze dalej od Saturna, jednak silny wpływ grawitacyjny ze strony tych dwóch gazowych olbrzymów miał zaskakująco duży wpływ na orientację Ceres. W najnowszym artykule badacze z misji Dawn obliczyli, że nachylenie osi Ceres – kąt pod którym nachylona jest oś obrotu względem płaszczyzny orbity Ceres wokół Słońca – silnie się zmieniało na przestrzeni 24500 lat. Astronomowie uważają, że to zaskakująco krótki okres czasu jak na tak dramatyczne zmiany.

Zmiany nachylenia osi na przestrzeni historii Ceres związane są z większym pytaniem o to, gdzie na powierzchni Ceres można znaleźć zamarzniętą wodę – informują naukowcy w periodyku Geophysical Research Letters. Zważając na warunki panujące na Ceres, lód może przetrwać tylko w ekstremalnie niskich temperaturach – np. na obszarach, które nigdy nie są oświetlane przez Słońce.

Udało nam się znaleźć zależność między kraterami skrytymi w cieniu przy maksymalnych nachyleniu a jasnymi osadami, które najprawdopodobniej są lodem wodnym – mówi Anton Ermakov, postdoc w NASA Jet Propulsion Laboratory w Pasadenie i główny autor opracowania. Obszary, które nie widziały światła słonecznego od milionów lat  najprawdopodobniej posiadają więcej takich osadów.

Obliczenia wskazują, że na przestrzeni ostatnich 3 milionów lat Ceres nachylenie Ceres zmieniało się w zakresie od 2 do około 20 stopni.

Nie możemy bezpośrednio obserwować zmian nachylenia Ceres, dlatego też wykorzystaliśmy pomiary kształtu i grawitacji wykonane przez sondę Dawn do odtworzenia dynamicznej historii Ceres – mówi Erwan Mazarico, współautorka artykułu z NASA Goddard Space Flight Center w Greenbelt.

Ostatni raz kiedy nachylenie osi Ceres osiągnęło maksymalną wartość około 19 stopni, miał miejsce jakieś 14 000 lat temu. Dla porównania, nachylenie osi obrotu Ziemi wynosi około 23,5 stopni. Tak znaczące nachylenie osi odpowiada za pory roku na powierzchni: półkula północna doświadcza lata, kiedy skierowana jest w stronę Słońca, a zimy, kiedy jest odchylona w drugą stronę. Obecnie nachylenie osi Ceres wynosi około 4 stopni, więc tutaj już nie mamy do czynienia tak silnych zmian sezonowych w ciągu roku (który na Ceres wynosi 4,6 ziemskiego roku).

Kiedy nachylenie osi Ceres jest małe, stosunkowo duże obszary Ceres w ogóle nie otrzymują bezpośredniego światła słonecznego, szczególnie w pobliżu biegunów. Te stale zacienione miejsce rozciągają się na obszarze około 2000 kilometrów kwadratowych. Jednak gdy nachylenie wzrasta, coraz więcej kraterów okołobiegunowych wystawiane jest na bezpośrednie światło słoneczne, a stale zacienione obszary  stanowią zaledwie 1 do 10 kilometrów kwadratowych. To właśnie te obszary powierzchni Ceres, które pozostają zacienione nawet przy dużym nachyleniu, mogą być wystarczająco zimne aby utrzymać lód na powierzchni.

Te kratery znajdujące się na obszarach stale zacienionych zwane są „zimnymi pułapkami”, ponieważ są na tyle zimne i ciemne, że substancje lotne, które tam migrują nie mogą już stamtąd uciec przez nawet miliardy lat. W ramach badań, których wyniki opublikowano w 2016 roku w periodyku Nature Astronomy, zespół misji Dawn odkrył jasną materię w 10 takich kraterach, a dane zebrane za pomocą spektrometru pracującego w zakresie widzialnym i podczerwonym wskazują, że jeden z nich zawiera lód.

Najnowsze badania skupiały się na kraterach biegunowych i ich celem było stworzenie modelu zmian zacienienia wraz ze zmianami nachylenia osi Ceres. Na półkuli północnej znajdują się tylko dwa obszary stale zacienione przy maksymalnym nachyleniu 20 stopni. Oba te obszary posiadają dzisiaj jasne osady. Na półkuli południowej także znajdują się dwa takie stale zacienione obszary, i w jednym z nich także dostrzeżono jasne osady.

Źródło: NASA

Komentarze

comments