W poszukiwaniu lodu na powierzchni Ceres

Badacze planety karłowatej Ceres są coraz bliżej rozwikłania tajemnicy dotyczącej zawartości lodu w jej wnętrzu. Ostatnie wyniki analiz danych pochodzących z sondy Dawn wskazywać mogą, że lód wodny znajduje się bardzo blisko pod  powierzchnią planety. Przedstawiono je w ubiegłym miesiącu podczas konferencji Amerykańskiej Unii Geofizycznej w San Francisco.

Dyrektor badawczy misji Dawn, Carol Raymond z Jet Propulsion Laboratory, NASA  powiedział, że w świetle ostatnich badań materia lodowa Ceres odseparowała się od materii skalnej na wczesnych etapach jej ewolucji, formując warstwę skorupy bogatą w lód, która pozostała w pobliżu powierzchni planety przez większość historii Układu Słonecznego. Raymond dodał, że odkrywanie lodu w tak pierwotnej formie na ciałach Układu Słonecznego umożliwia badanie warunków powstawania życia u jego prapoczątków.

Ostatnie badania pokazują, że najbardziej zewnętrzne części powierzchni Ceres wraz z okolicami bezpośrednio przy powierzchni jest bogata w wodór, a jego koncentracja rośnie w kierunku jego biegunów. Według naukowców wskazuje to na dużą zawartość lodu wodnego. Thomas Prettyman, dyrektor zespołu badawczego detektora promieni gamma GraND (Gamma Ray and Neutron Detector) na pokładzie sondy Dawn stwierdza: obecność lodu wodnego  na Ceres nie ogranicza się do kilku kraterów ale występuje wszędzie, a im bliżej biegunów, tym bliżej powierzchni się on znajduje.

Instrument GraND został użyty do pomiaru koncentracji cząstek wodoru, żelaza i potasu ponad powierzchnią Ceres, do wysokości kilku metrów. Wysoka koncentracja wodoru wskazuje na to, że jego źródłem jest głównie woda w postaci lodu wodnego. Powierzchnia Ceres wydaje się być więc mieszaniną skały i lodu zalegającego w jej porowatej strukturze. Szacuje się, że lód wodny stanowi ok. 10% wagi materiału, z którego składa się powierzchnia Ceres.

Prettyman wyjaśnia, że wyniki potwierdzają już dawno postulowaną tezę, że lód wodny jest w stanie przetrwać miliardy lat w bliskiej okolicy pod powierzchnią planetoid. Daje to nadzieję na podobny wynik badań podobnych obiektów głównego pasa planetoid.

Badania koncentracji powierzchni Ceres wskazywać mogą także, że obecność wody mogła mieć wpływ na przebudowę jej struktury wewnętrznej. Okazuje się, że rozpad promieniotwórczy w jej wnętrzu mógł produkować wystarczającą ilość ciepła by spowodować oddzielenie się skał od ciekłej wody, w konsekwencji prowadząc do wytworzenia się skalistego jądra i zewnętrznej otoczki lodu wodnego. To mogło doprowadzić do różnic w składzie chemicznym powierzchni i wnętrza tej planety karłowatej.

Inna grupa naukowców z Instytutu Maxa Plancka w Getyndze, kierowana przez Thomasa Platza skupiła się z kolei na badaniu kraterów będących wiecznie w cieniu, znajdujących się na północnych rejonach Ceres, nazywanych zimnymi pułapkami, tzw. cold traps. Naukowcy przebadali setki podobnych kraterów o temperaturze przynajmniej 110 kelwinów (-173 stopni Celsjusza) i pewni są, że w ciągu miliarda lat niewielki odsetek jego masy uległ wyparowaniu. Znaleźli ponadto 10 kraterów zawierających depozyty jasnego materiału. W jednym z nich, przy użyciu spektrometru zbadany materiał okazał się bezsprzecznie lodem wodnym.

Razem z Merkurym i Księżycem, jest to kolejny podobny obiekt zawierający wodę w takiej postaci. Naukowcy przypuszczają, że lód zawarty w kraterach tych obiektów dostarczyły meteoryty spadające na ich powierzchnie. W przypadku Ceres, oprócz źródła meteorytowego źródłem lodu może być także obfita w lodowa skorupa pod jej powierzchnią.

Okazuje się, że niezmiernie rzadka atmosfera wodna na Ceres, obserwowana już w 2012 r. przez Kosmiczny Obserwatorium Herschela, ma tendencję do przemieszczania się w jej okolice podbiegunowe. Oczywiście większa część molekuł wody wyparowuje w Kosmos, ale jakaś ich część opada ponownie na jej powierzchnię. Jeśli opadną one do wnętrza kraterów nieoświetlonych przez Słońce, w okolicach biegunowych Ceres, jest szansa ich akumulacji w postaci lodu.


Źródło: NASA


Więcej informacji:


Zdjęcie powyżej:
Mapa koncentracji wodoru w okolicach 1 metra nad powierzchnią planety karłowatej Ceres. Niebieski kolor oznacza dużą koncentracje (bieguny), a czerwony - niską (obszary równikowe). Źródło: NASA/JPL-Caltech/UCLA/MPS/DLR/IDA/PSI