Карликовая планета Церера

Церера: как устроена карликовая планета между Марсом и Юпитером

Рассказываем, что представляет собой планета Церера, как она выглядит, где находится и почему важна для изучения космоса.
Автор Наука Mail
Где находится
Как выглядит
Характеристики
История открытия
Вопросы и ответы
Где находится
Как выглядит
Характеристики
История открытия
Вопросы и ответы
Еще
Карликовая планета Церера
Карликовая планета ЦерераИсточник: NASA/JPL-Caltech/UCLA/MPS/DLR/IDA

Церера — это карликовая планета, которая обращается вокруг Солнца внутри главного пояса астероидов. При диаметре около 940 км она намного меньше Луны, но достаточно массивна, чтобы принять почти шарообразную форму. На Церере есть вода: лед входит в состав планеты, водяной пар фиксировали с помощью космической обсерватории, а в кратере Оккатор нашли соли, поднявшиеся из богатого водой вещества под корой.

  • Орбита Цереры проходит между Марсом и Юпитером.

  • Средний диаметр составляет около 940 км.

  • Один год на Церере равен примерно 4,6 земного года, сутки длятся около девяти часов.

  • Джузеппе Пьяцци обнаружил этот объект 1 января 1801 года.

  • В разные периоды Цереру записывали в планеты и астероиды; с 2006 года ее относят к карликовым планетам.

  • В составе есть большое количество водяного льда, а поверхность богата глинами, карбонатами и другими солями.

  • В 2015 году к Церере прибыл космический аппарат Dawn, который впервые позволил подробно рассмотреть этот мир с орбиты.

Где находится карликовая планета Церера в Солнечной системе

Церера расположена не за Нептуном, где находится большинство известных карликовых планет, а гораздо ближе к Солнцу. Ее путь проходит по главному поясу астероидов — широкому пространству между Марсом и Юпитером. В среднем Церера удалена от Солнца примерно на 2,8 астрономической единицы, или на 413 млн км. Солнечному свету требуется около 22 минут, чтобы преодолеть это расстояние.

Расстояние между Церерой и Землей постоянно меняется, поскольку оба тела движутся по собственным орбитам. Поэтому указывать для них одну неизменную дистанцию некорректно.

Расположение орбиты Цереры
Часть солнечной Системы с карликовой планетой ЦереройИсточник: Wassily /Общественное достояние | ru.wikipedia.org

На полный круг вокруг Солнца Церере требуется 1682 земных дня — около 4,6 года. При этом вокруг своей оси она вращается очень быстро: местные сутки укладываются примерно в девять часов. Ось наклонена всего на 4°, поэтому выраженной смены сезонов, подобной земной, здесь нет.

Размеры и форма выделяют Цереру среди соседей. Большинство небольших астероидов выглядит как неправильные каменные глыбы, тогда как ее собственной гравитации хватило, чтобы сформировать округлое тело. На Цереру приходится примерно треть всей массы главного пояса.

При этом полноценной планетой ее не считают. Церера вращается вокруг Солнца и имеет почти круглую форму, но делит окрестности своей орбиты с множеством других тел. Именно отсутствие гравитационного господства на орбите отделяет карликовые планеты от восьми больших планет Солнечной системы.

Как выглядит Церера и что собой представляет ее поверхность

Поверхность Цереры густо усеяна ударными кратерами, между ними лежат более ровные участки, встречаются трещины, возвышенности и очень светлые отложения. 

Самый крупный кратер носит название Оккатор. Его ширина — около 92 км. В его центре находится особенно яркая область Cerealia Facula. Анализ данных, полученных космическим аппаратом Dawn, показал, что белые участки образованы преимущественно солями, в том числе карбонатом натрия. Они связаны с рассолом, который поступал наверх из-под коры. По оценкам специалистов NASA, резервуар соленой жидкости под Оккатором расположен примерно на глубине 40 км и простирается на сотни километров.

Вода вообще оказалась одной из главных особенностей Цереры. Еще до прибытия Dawn низкая плотность объекта заставляла предполагать, что значительная доля планеты состоит из льда. По современным оценкам, замерзшая жидкость составляет около четверти массы всей Цереры.. В породах также нашли минералы, измененные водой, карбонаты и соли.

В январе 2014 года космическая обсерватория Herschel подтвердила наличие воды на Церере: возле планеты зафиксировали водяной пар. Одно из объяснений — нагретый Солнцем лед возле поверхности переходит непосредственно из твердого состояния в газ.

Но земной атмосферы на карликовой планете нет. У Цереры отсутствует плотная устойчивая газовая оболочка, благодаря которой на поверхности создавалось бы привычное людям атмосферное давление и сохранялась бы возможность дышать.

Поверхность планеты Церера вблизи
Гора Ахуна на карликовой планете Церере: фотография зонда DawnИсточник: NASA / JPL-Caltech / UCLA / Max Planck Institute for Solar System Studies / German Aerospace Center / IDA / Planetary Science Institute /Общественное достояние | ru.wikipedia.org

Размер и другие характеристики Цереры

Церера невелика по меркам планет, но для главного пояса астероидов это настоящий гигант. Ее диаметр составляет примерно четверть диаметра Луны, а масса — около трети суммарной массы всего пояса. 

Характеристика
Значение
Диаметр
Около 940 км
РадиусОколо 470 км
МассаОколо 9 × 10²⁰ кг
Средняя дистанция от Солнца
Около 413 млн км
Продолжительность года
1682 земных дня
Продолжительность суток
Около 9 часов
Наклон оси
Около 4°
Спутники
Нет
Кольца
Нет
Основные вещества в составеПороды, соли, минералы, водяной лед

Орбитальные параметры и продолжительность вращения известны достаточно точно благодаря наземным наблюдениям и миссии Dawn. У Цереры нет ни естественных спутников, ни колец.

Внутреннее устройство сложнее, чем можно ожидать от обычного астероида. Данные о плотности, гравитационном поле и составе указывают на разделение вещества на слои. В недрах сочетаются каменные материалы и большое количество воды, преимущественно в замерзшем или связанном с минералами состоянии.

История открытия и изучения Цереры

В первый вечер 1801 года Джузеппе Пьяцци работал в Палермской обсерватории на Сицилии и заметил точку, которой не должно было быть среди известных звезд. Наблюдая за ней в следующие ночи, астроном увидел ее перемещение. Пьяцци поначалу допускал, что нашел комету, однако характер движения заставлял сомневаться в таком объяснении. Новый объект получил имя Цереры — римской богини земледелия.

Цереру обнаружили между Марсом и Юпитером. Сначала ее включили в число планет. Но вскоре рядом нашли Палладу, Юнону, Весту, а затем и множество более мелких объектов. Стало ясно, что речь идет не об одиночной планете, а о целой популяции тел. Цереру стали относить к астероидам; исторически она была первым обнаруженным объектом главного пояса.

Карликовая планета Церера
Цереру в разное время причисляли то к планетам, то к астероидамИсточник: NASA/Emily Lakdawalla

Очередной пересмотр произошел 24 августа 2006 года. Международный астрономический союз утвердил современное определение планеты и одновременно выделил категорию карликовых планет. В нее вошли Церера, Плутон и Эрида. Церера удовлетворяет требованиям к форме и движению вокруг Солнца, но ее гравитации недостаточно, чтобы очистить окрестности орбиты от других тел.

Следующий большой шаг по изучению Цереры был сделан уже не с Земли. 27 сентября 2007 года NASA отправило в космос станцию Dawn. Ее маршрут включал два объекта: сначала Весту, возле которой аппарат работал в 2011—2012 годах, а затем Цереру. 6 марта 2015 года аппарат был захвачен гравитацией карликовой планеты. Dawn стал первым зондом, вышедшим на орбиту карликовой планеты, а также первым аппаратом, который последовательно работал на орбитах двух разных тел за пределами системы Земля — Луна.

За несколько лет аппарат снял практически всю поверхность, измерил рельеф и гравитационное поле, исследовал минеральный и элементный состав. Именно его данные позволили разобраться в природе белых пятен Оккатора и связать их с подземными рассолами. Миссия завершилась 31 октября 2018 года, когда Dawn исчерпал топливо, необходимое для управления ориентацией. Сам аппарат остался на устойчивой орбите вокруг Цереры.

Изучение Цереры важно прежде всего для понимания прошлого Солнечной системы. Она сформировалась около 4,5 млрд лет назад, но рост этого тела остановился: сильное гравитационное воздействие Юпитера не позволило ему превратиться в крупную планету. 

Вопросы и ответы

В разделе ответили на вопросы о Церере.

Церера — планета или астероид?

По современной классификации Церера — карликовая планета. Исторически ее успели считать и обычной планетой, и астероидом. Нынешний статус Международный астрономический союз установил в 2006 году.

Где находится Церера?

Ее орбита проходит через главный пояс астероидов между Марсом и Юпитером. От Солнца Цереру отделяет в среднем около 413 млн км.

Есть ли на Церере вода?

Да. В составе Цереры много водяного льда, Herschel регистрировал возле нее водяной пар, а космический аппарат Dawn обнаружил соли и другие признаки движения богатых водой рассолов из недр к поверхности.

Есть ли жизнь на Церере?

Доказательств существования жизни на Церере нет. Ее поверхность крайне холодная, почти лишена атмосферы и подвергается космическому излучению. Наличие воды делает объект интересным для астробиологии, но само по себе не доказывает существование организмов.