Zagadka brakujących dużych kraterów na Ceres

2

Dane z sondy kosmicznej Dawn, okrążającej planetę karłowatą Ceres od 6 marca 2015 roku, wskazują na zagadkowy brak dużej ilości wielkich kraterów uderzeniowych.

Ceres została odkryta 1 stycznia 1801 roku przez Giuseppe Piazziego, głównego astronoma Uniwersytetu w Palermo (Sycylia), w odległości od Słońca przewidzianej regułą Titusa-Bodego. Obiega ona Słońce w średniej odległości 2,77 AU (jednostki astronomicznej), a jej rozmiary wynoszą około 975×909 kilometrów przy średniej gęstości wynoszącej około 2,08 g/cm3.

Ceres jest pokryta dużą ilością małych kraterów, ale żaden z nich nie posiada średnicy większej niż 280 kilometrów. Fakt ten jest dla naukowców badających to ciało niebieskie ogromną tajemnicą, zważywszy, że ta karłowata planeta musiała od momentu swojego powstania wielokrotnie brać udział w kosmicznych kolizjach z innymi obiektami, w tym także pewną liczbą dużych asteroid, w trakcie 4,5 miliarda lat istnienia.

Rozwikłaniem tej zagadki zajął się zespół naukowców pod kierownictwem doktora Simone Marchi z Southwest Research Institute, który oparł swoje analizy o nowe dane zebrane przez sondę Dawn, a uzyskane wyniki opublikował na łamach czasopisma Nature Communications. W publikacji zespół stara się odpowiedzieć na pytanie dlaczego duże kratery uderzeniowe są nieobecne na powierzchni Ceres.

Według zespołu doktora Marchi, znaczna populacja dużych kraterów, które niewątpliwie występowały na Ceres, została starta z jej powierzchni, która do dnia dzisiejszego niemal całkowicie zatraciła swoją pierwotną formę. Powodem tak dramatycznych zmian jest prawdopodobnie swoista budowa wewnętrzna Ceres oraz zachodzące na tym obiekcie kosmicznym geologiczne procesy ewolucyjne.

Doktor Marchi oraz jego współpracownicy modelowali kolizje Ceres z innymi obiektami kosmicznymi, co wielokrotnie prowadziło do powstania szeregu dużych kraterów, które powinny być obecne na powierzchni tej planety karłowatej. Modele te przewidują, że Ceres powinna mieć maksymalnie od 10 do 15 kraterów uderzeniowych, mających więcej niż 400 kilometrów średnicy i co najmniej 40 kraterów o średnicy większej niż 100 kilometrów. Jednak dane z sondy Dawn wskazują, że Ceres ma tylko 16 kraterów większych niż 100 kilometrów, a żaden nie ma średnicy większej niż 280 kilometrów.

Jedna z teorii na temat początków Ceres utrzymuje, że obiekt ten powstał w dalszych rejonach Układu Słonecznego, być może w okolicach Neptuna, a następnie w wyniku interakcji grawitacyjnych zawędrował do obecnej lokalizacji. Jednakże naukowcy twierdzą, że nawet w przypadku przejścia Ceres do głównego pasa asteroid stosunkowo późno w historii Układu Słonecznego, na jej powierzchni powinno znajdować się znacznie więcej dużych kraterów.

Według doktora Marchi, bez względu na proces lub procesy geologiczne, prowadzące do zatarcia dużych kraterów na Ceres, musiało to mieć miejsce w ciągu kilkuset milionów lat.

Zdjęcia z sondy Dawn ujawniają, iż ta planeta karłowata posiada co najmniej trzy duże deformacje powierzchni zwane “planitiae”, które mają do 800 kilometrów szerokości. Te obszary posiadają kratery, które powstały relatywnie niedawno, ale same większe zagłębienia mogą być pozostałością po starszych, większych kolizjach. Jednym z tych podejrzanych obszarów jest Vendimia Planitia, położony tuż na północ od krateru Kerwan, ktory jest jednocześnie największym kraterem uderzeniowym na Ceres. Vendimia Planitia mógł być zatem utworzony znacznie wcześniej niż Kerwan.

Jednym z powodów braku dużych kraterów może być budowa wewnętrzna Ceres. Obecnie istnieją dowody na to, że górne warstwy Ceres zawierają lód. Ponieważ lód jest mniej gęsty niż skała, topografia może zostać zmieniona, a powierzchnia wygładzona szybciej, jeśli lód lub inny materiał o niższej gęstości, taki jak sól, dominuje w składzie podpowierzchniowym. Niedawna analiza centrum krateru Occator może sugerować, że sole tam odnalezione mogą być pozostałością zamarzniętego oceanu, występującego pod powierzchnią, co wskazuje, że woda w stanie ciekłym mogła być niegdyś obecna we wnętrzu Ceres.

Kratery na Ceres / Credits – NASA Jet Propulsion Laboratory

Dawna aktywność hydrotermalna, która mogła mieć wpływ na wypływ soli na powierzchnię Ceres w kraterze Occator, może również mieć coś wspólnego z procesami relatywnie szybkiego niszczenia starych kraterów uderzeniowych. Jeśli w przeszłości na Ceres występowała duża aktywność kriowulkaniczna – na przykład erupcje substancji takich jak woda – to substancje te mogły również płynąć po powierzchni planety i pokryć występujące tam duże kratery. Późniejsze, mniejsze zderzenia z ciałami kosmicznymi uformowałyby następnie nowe kratery na powierzchni.

Pod względem kraterów, Ceres różni się znacznie od poprzedniego celu sondy Dawn – protoplanety Westa, którą badano przez 14 miesięcy od 2011 do 2012 roku. Chociaż Westa jest tylko o połowę mniejsza od Ceres, posiada dobrze zachowany krater o nazwie Rheasilvia (505 km średnicy), który jest skutkiem uderzenia ogromnej asteroidy. Ten i inne duże kratery sugerują, że w ewolucji Westy nie występowały procesy prowadzące do tak znacznych zmian jej oryginalnej powierzchni. Być może dlatego, że na Weście występuje prawdopodobnie znacznie mniej lodu.

Według doktora Marchi, możliwość porównania tych dwóch bardzo różnych światów w pasie planetoid – Westy i Ceres – jest jednym z największych atutów misji Dawn. Oba obiekty udało się odwiedzić przy pomocy jednej sondy dzięki zastosowaniu napędu jonowego.

Autorem artykułu jest Pan Robert Kozieł. Dziękujemy!

(NASA, JPL, Nature)

Przekaż dalej

2 komentarze

  1. “Vendimia Planitia jest obszarem położonym tuż na północ od krateru Kerwan. Jest to największy krater na Weście. Vendimia Planitia musiał zostać utworzony znacznie wcześniej niż Kerwan. ”

    Oczywiście Vendimia Planitia znajduje się na Ceres