A Ceres belső szerkezete
(Rovat: Távoli világok kutatói, Amerika és az űrcsillagászat - 2016.09.12 12:15.)

A Dawn űrszonda pályájának gondos elemzése alapján arra következtetnek, hogy a Ceresnek sziklás magja és jeges sós kérge lehet. Meg talán egy sós vizű óceán, valahol a mélyben.

A NASA Dawn űrszondája nemcsak elsőként közelítette meg a Vesta és a Ceres aszteroidákat, hanem azok körül keringve a két égitest alapos vizsgálatára is lehetőség nyílt. Ez elsősorban a hosszú élettartamot biztosító ionhajtóműnek köszönhető.

A NASA Dawn szondája és az általa készített egyik felvétel a Vestáról. A szonda napelemtáblái 20 méter fesztávolságúak, ezek szolgáltatják a xenon üzemanyagú ionhajtóművek működéséhez szükséges több kilowatt elektromos teljesítményt. (Kép: NASA / JPL)

A felszíni alakzatok részletes vizsgálatán kívül a kutatók a Ceres belsejébe is „bepillanthattak”. Gondosan követve az űrszonda keringését az égitest körül, nagyon pontosan fel tudták térképezni a gravitációs terét, annak egyenetlenségeit. A Dawn rádióadásainak frekvencia-eltolódásai alapján a repülésirányítók 0,1 mm/s nagyságú változásokat is ki tudtak mutatni a szonda pálya menti sebességében, amikor az 2015 végén a nagy magasságú, térképező pályáján keringett. Ezeket a sebességváltozásokat elemezve Ryan Park (JPL, Sugárhajtás Laboratóriuma) és munkatársai fontos megállapításokat tettek a kisbolygóöv legnagyobb égitestjéről. Eredményeiket a Nature augusztus 3-i számában publikálták. Eszerint:

• A Ceres elég nagy tömegű ahhoz, hogy saját gravitációja hatására gömb alakú legyen. Gyors forgása (9,07 óra) miatt azonban kissé lapult, a pólusok felé 7,5%-kal kisebb a sugara, mint az egyenlítőjénél. Legnagyobb egyenlítői átmérője 966 km (egyes irányokban valamivel kisebb), poláris átmérője viszont csak 892 km. Ez pontosan megfelel a forgásából adódó hidrosztatikai egyensúlynak.
• A Ceres tömegközéppontja kb. 1 km-rel eltolódott a geometriai középpontjához képest, ami ugyancsak megfelel a várakozásoknak. A kutatók szerint az eltolódás abból adódhat, hogy az égitest vastag és merev kérge változó vastagságú.
• A Ceres átlagsűrűsége 2,16 g/cm³, valamivel nagyobb a földi megfigyelések alapján becsültnél. Még így is sokkal kisebb azonban más kőzettestek (pl. a Hold 3,34 g/cm³-es) sűrűségénél. Ennek kézenfekvő magyarázata, hogy a felszín alatt nagy mennyiségű illékony anyag, bizonyára jég (valószínűleg vízjég) helyezkedik el. A mag sűrűsége 2,46–2,9 g/cm³, az azt körülvevő héjé 1,68–1,95 g/cm³.
• A gravitációs tér pontos elemzése arra is fényt derített, hogy az égitest tehetetlenségi nyomatéka 0,37, következésképpen a kőzet és a jég nem összekeveredve helyezkedik el az égitest belsejében, hanem differenciálódva, azaz magra és kéregre elkülönülve. Park csoportjának becslése szerint a kéreg vastagsága helyenként megközelíti a 190 km-t (általában 70–190 km vastag), de az nem állhat tiszta vízből, valószínűleg magas lehet benne a sók koncentrációja.

A Ceresnek a Dawn pályaváltozásai alapján feltárt belső szerkezete: a szilikátos kőzetekből vagy kőzetek és víztartalmú agyagásványok keverékéből álló magot magas koncentrációban különféle sókat tartalmazó jégkéreg veszi körül. (Kép>: NASA / JPL / UCLA / MPS / DLR / IDA)

Úgy tűnik tehát, hogy valaha a Ceres elég meleg lehetett ahhoz, hogy folyékony legyen rajta a víz, akkoriban az égitest felszínét mély, sós óceán boríthatta. Talán ennek az óceánnak egy része máig is megmaradt, de az égitest belsejében. A Ceres felszínén több mint 100 különös, világos folt található, a legtöbb kráterekben. Legfeltűnőbb az Occator-kráter belsejében lévő képződmény. A kutatók véleménye szerint ezek valamilyen sólerakódások lehetnek.

A Dawn tavaly augusztusi felvétele az Occator-kráter sólerakódásairól. (Kép: NASA / JPL / UCLA / MPS / DLR / IDA)

Vélhetően a Cerest érő, későbbi becsapódások nyomán elég hő fejlődött ahhoz, hogy az adott hely környékén megolvadjon a jég és só maradjon vissza. Más megfigyelések azonban – például a Dawn felvételei a felszín fölött lebegő páráról vagy az ESA Herschel-űrtávcsöve által kimutatott vízpára jelenléte – határozottan amellett szólnak, hogy mélyen a felszín alatt ma is létezhet a sós óceán.