هل سيريس مرة واحدة المحيط؟

إلى اليسار ، سيريس كما ترى مركبة الفضاء الفجر التابعة لناسا من مدارها لرسم الخرائط على ارتفاعات عالية على ارتفاع 913 ميلاً (1470 كم) فوق السطح. إلى اليمين ، خريطة تُظهر الاختلافات في مجال ثقل Ceres كما تم قياسها بواسطة مركبة الفضاء Dawn. تدعم خريطة الجاذبية هذه فكرة المحيط القديم في سيريس. الصورة عبر ناسا JPL.

تم تصنيف Ceres - التي تدور بين المريخ والمشتري - ككوكب عندما تم اكتشافه لأول مرة في عام 1801 ، حتى خمسينيات القرن التاسع عشر عندما أصبح معروفًا بأنه أكبر العالمين الصغيرين في حزام الكويكبات. في عام 2006 ، أعاد علماء الفلك تصنيفها ككوكب قزم. ومع ذلك ، قد يبدو من الغريب بالنسبة لك أن تتخيل سيريس الصغيرة ، عالم يبلغ طوله 590 ميلًا (950 كم) فقط ، مع وجود محيط. ومع ذلك ، من المعروف أن سيريس لديها معادن تحتوي على المياه على سطحها. تستكشف دراستان حديثتان إمكانية وجود محيط على سيريس في الماضي البعيد ، وألقيا الضوء على مسألة ما الذي حدث لهذا المحيط ، إذا كان موجودًا ، وما إذا كان سيريس لا يزال لديه مياه سائلة اليوم.

ازدادت معرفتنا لسيريس بشكل كبير في العامين الماضيين ، منذ أن بدأت المركبة الفضائية فجر تدور حولها في أوائل عام 2015. تم تمديد مهمة الفجر في الآونة الأخيرة ، بالمناسبة. قالت ناسا:

وجد فريق Dawn أن قشرة Ceres عبارة عن مزيج من الجليد والأملاح والمواد المائية التي تعرضت للنشاط الجيولوجي في الماضي وربما في الآونة الأخيرة ، وأن هذه القشرة تمثل معظم المحيطات القديمة. الدراسة الثانية تبني الأولى وتشير إلى أن هناك طبقة ليونة وسهلة التشوه تحت القشرة السطحية الصلبة لسيريس ، والتي يمكن أن تكون علامة على السائل المتبقي المتبقي من المحيط ، أيضًا.

قالت جولي كاستيلو روجيز ، عالمة مشروع Dawn والمؤلفة المشاركة في الدراسات ، ومقرها في مختبر الدفع النفاث التابع لناسا ، باسادينا ، كاليفورنيا:

أكثر وأكثر ، نحن نتعلم أن Ceres هو عالم معقد وديناميكي وقد استضاف الكثير من الماء السائل في الماضي ، وربما لا يزال لديه بعض تحت الأرض.

مقارنة حجم الأرض-سيريس. سيريس قليلة ، لكنها تمثل حوالي ثلث كتلة حزام الكويكب. في عام 2006 ، درس علماء الفلك IAU لفترة وجيزة تغيير حالة سيريس إلى وضع كوكب كبير ، لكنهم اختاروا بعد ذلك صنع كواكب سيريس وبلوتو القزمية. والسبب هو أن سيريس ولا بلوتو "يسيطران على مداره." كلاهما يشتركان في مداراتهما مع العديد من الأجسام الصغيرة الأخرى ، في حالة سيريس ، الكويكبات في ما نسميه حزام الكويكبات. الصورة عبر ThePlanets.org.

قاد أنطون إرماكوف ، باحث ما بعد الدكتوراه في مختبر الدفع النفاث ، الدراسة الأولى ، وهي تحليل للقياسات التي أجريت عبر مركبة فجر جاذبية سيرز الفضائية. هذه القياسات تمكن العلماء من تقدير التكوين والهيكل الداخلي لعالم مثل سيريس. تم نشر هذه الدراسة في مجلة الأبحاث الجيوفيزيائية التي استعرضها النظراء. جاءت القياسات من مراقبة حركات المركبة الفضائية مع شبكة الفضاء السحيقة التابعة لناسا. كان العلماء يبحثون عن تغييرات صغيرة في مدار المركبة الفضائية ، والتي تشير إلى شذوذات الجاذبية. قالت ناسا:

ترتبط ثلاث حفر - Occator ، و Kerwan و Yalode - و Ceres "جبل طويل الانفرادي ، Ahuna Mons ، بـ" شذوذ الجاذبية ". وهذا يعني وجود تباين بين نماذج العلماء لجاذبية سيريس وما يمكن أن يلاحظه الفجر في هذه المواقع الأربعة يمكن أن يرتبط بالهياكل تحت السطحية ...

[وجدت دراسة إرماكوف أيضًا] أن كثافة القشرة منخفضة نسبيًا ، أقرب إلى كثافة الجليد من الصخور. ومع ذلك ، أشارت دراسة أجراها الباحث الضيف من دون ، مايكل بلاند من هيئة المسح الجيولوجي الأمريكية ، إلى أن الجليد ناعم للغاية بحيث لا يمكن أن يكون العنصر السائد في قشرة سيريس القوية. لذلك ، كيف يمكن أن تكون قشرة سيريس خفيفة مثل الجليد من حيث الكثافة ، ولكن في نفس الوقت أقوى بكثير؟ للإجابة على هذا السؤال ، صمم فريق آخر كيف تطورت سطح سيريس مع الوقت.

Ahuna Mons on Ceres ، وهو جبل يبلغ طوله حوالي 4 أميال (6 كم) ، في مشهد مُحاكى يستخدم صور مركبة فجر تابعة لوكالة الفضاء الأمريكية (ناسا). ترتبط هذه المنطقة الموجودة في Ceres بعمليات شذوذ الجاذبية ، مما يساعد العلماء على استكشاف البنية الداخلية لسيريس. الصورة عبر NASA / JPL-Caltech / UCLA / MPS / DLR / IDA.

قاد روجر فو من جامعة هارفارد في كامبريدج ، ماساتشوستس ، هذه الدراسة الثانية ، التي نشرت في مجلة الأرض والأرض الكواكب للعلوم خطابات استعرضها النظراء. لقد بحثت في قوة وتكوين قشرة سيريس والعمق الداخلي من خلال دراسة تضاريس الكوكب القزم. أوضحت ناسا:

من خلال دراسة كيفية تطور التضاريس على جسم كوكبي ، يمكن للعلماء فهم تركيب الجزء الداخلي. يمكن أن تظل القشرة القوية التي يسيطر عليها الصخور على حالها على مدى عمر النظام الشمسي الذي يبلغ من العمر 4.5 مليار عام ، في حين أن القشرة الضعيفة الغنية بالثلج والأملاح ستشوه خلال ذلك الوقت.

من خلال وضع نماذج لتدفق قشرة سيريس ، وجد فو وزملاؤه أنه من المحتمل أن يكون مزيجًا من الجليد والأملاح والصخور ومكون إضافي يعتقد أنه هيدرات الكلورات. هيدرات الكلورات هو قفص من جزيئات الماء المحيطة بجزيء الغاز. هذا الهيكل أقوى بنسبة 100 إلى 1000 مرة من جليد الماء ، على الرغم من وجود نفس الكثافة تقريبًا.

يعتقد الباحثون أن سيريس كانت ذات مرة أكثر وضوحًا في السطح ، لكنها سهلت بمرور الوقت. يتطلب هذا النوع من تسطيح الجبال والوديان وجود قشرة عالية القوة على طبقة أكثر تشوهًا ، والتي يفسرها فو وزملاؤه على أنها تحتوي على القليل من السائل.

يعتقد الفريق أن معظم محيط سيريس القديم قد تم تجميده وربطه في القشرة ، ويبقى في شكل جليد ، هيدرات وأملاح. لقد كان معظمهم بهذه الطريقة منذ أكثر من 4 مليارات سنة. ولكن إذا كان هناك سائل متبقي تحته ، فإن هذا المحيط لم يتجمد بالكامل بعد.

وهذا يتفق مع العديد من نماذج التطور الحراري لسيريس التي نشرت قبل وصول الفجر إلى هناك ، مما يدعم فكرة أن الجزء الداخلي الأعمق لسيريس يحتوي على سائل متبقٍ من محيطه القديم.

مفهوم الفنان لمركبة فجر تدور حول سيريس. زادت معرفتنا بهذا العالم الصغير بشكل كبير ، وذلك بفضل Dawn ، التي تم تمديد مهمتها مؤخرًا. ومع ذلك تبقى الألغاز. الصورة عبر وكالة ناسا / JPL-Caltech.

خلاصة القول: تستكشف دراستان حديثتان إمكانية وجود محيط على سيريس في الماضي البعيد ، وألقيا الضوء على مسألة ما الذي حدث لهذا المحيط ، إذا كان موجودًا ، وما إذا كان سيريس ربما لا يزال لديه مياه سائلة اليوم.

عبر ناسا JPL