Переходная атмосфера Цереры связана с солнечной активностью

Учёные давно предполагали, что Церера обладает очень слабой переходной атмосферой. И тут даже дело не в том, есть у этой карликовой планеты атмосфера или нет, вопрос состоит в том, откуда она могла взяться и почему не всегда присутствует у этого тела. Теперь, как говорят исследователи, они пришли к заключению, что временная атмосфера Цереры связана с поведением самого Солнца, а не близостью планеты к нему. Эта работа проводилась учёными миссии Dawn, которые ранее идентифицировали водяной пар, используя другие обсерватории.

«Мы думаем, что возникновение переходной атмосферы Цереры является продуктом солнечной активности», — Микаэла Виллареал, ведущий автор исследования, опубликованного в издании Astrophysical Journal Letters, и работник Калифорнийского университета в Лос-Анджелесе.

Церера — самый большой объект в поясе астероидов, которые расположился между Марсом и Юпитером. Когда энергетические частицы от Солнца поражают лёд на и около поверхности, это передаёт энергию молекулам воды во время их столкновения. Это высвобождает воду с поверхности, позволяя ей вылетать и создавать незначительную атмосферу, которая может просуществовать неделю или около того.

«Наши результаты также будут иметь последствия и для других безвоздушных тел Солнечной Системы, богатых водой, включая полярные области Луны и астероидов. Выбросы атмосферы вполне могли бы ожидаться в этих местах на пиках солнечной активности», — Крис Рассел, научный руководитель миссии Dawn в Калифорнийском университете.

Станция Dawn прибыла на орбиту Цереры в 2015 году, но, ещё до этого события некоторые обсерватории обнаруживали доказательства присутствия атмосферы в определённые не долгие времена. Именно тогда и появилось предположение, что атмосфера является временной. В 1991 году телескоп International Ultraviolet Explorer обнаружил гидроксильную эмиссию на Церере. Затем, уже в 2007 году Очень Большой Телескоп Европейской южной обсерватории пробовал обнаружить эту эмиссию, но ему ничего не удалось. Космическая обсерватория «Гершель» Европейского Космического Агентства обнаружила воду в возможной слабой атмосфере или экзосфере Цереры в трёх попытках, но на четвёртый раз ничего не удалось обнаружить.

Когда аппарат Dawn начал своё полноценное исследование Цереры в марте 2015 года, учёные нашли достаточно доказательств того, что вода здесь присутствует в форме льда. Детектор нейтронов и гамма-лучей GRaND обнаружил, что верхний слой поверхности богат водородом, который соответствует протяжённым областям водяного льда. Это лёд расположился ближе к поверхности в тех широтах, в которых температура ниже. Непосредственно лёд был обнаружен в небольшом светлом кратере Оксо и, по крайней мере, в одном из кратеров, которые находятся в постоянной тени в северном полушарии. Другое исследование предположило, что постоянно затенённые кратеры будут поддерживать существование льдов. Кроме того, форма кратеров и других особенностей соответствует значительному содержанию водяного льда в коре.

Благодаря таким доказательствам присутствия водяного льда, некоторые учёные думают, что экзосфера Цереры образуется в процессе, который имеет общие черты с тем, что происходит в кометах, даже при то, что они намного меньше. В этой модели, чем ближе Церера подходит к Солнцу, тем больше водяного пара образуется из-за перехода воды из твёрдой в газовую фазу, минуя жидкую. Но, новое исследование показывает, что поведение, подобное кометы, не может объяснить обнаружение, а затем и необнаружение атмосферы.

«Сублимация, конечно, присутствует, но, мы не думаем, что этот процесс может произвести достаточное количество экзосферы, которую мы наблюдаем».

Церера Веста

Это изображение показывает карликовую планету Цереру с наложением на неё концентрации водорода, определённой от данных, полученных детектором GRaND на борту космического аппарата Dawn. Цветовая шкала даёт представление о единицах содержания водорода в форме воды. Синий цвет указывает на повышенное содержание водорода (на полюсах), в то время как красный цвет показывает более низкое содержание у экватора. В действительности же часть водорода находится в форме водяного льда, в то время как другая часть находится в форме гидратировавших минералов. Сравнение содержания водорода в реголите на Церере с тем же параметров на астероиде Веста, на орбите которого станция Dawn работала с 2011 по 2012 год. Эти данные показывают, что Веста намного более сухой мир. Источник: NASA/JPL-Caltech/UCLA/MPS/DLR/IDA/PSI

Исследователи показали, что прошлые намёки на переходную атмосферу совпали с более высокими концентрациями энергетически сильных протонов от Солнца. А отсутствие атмосферы совпадало с более низкими концентрациями этих частиц. К тому же, самое лучшее обнаружение атмосферы Цереры не совпало с присутствием её на минимальном расстоянии от Солнца. Всё это указывает на то, что солнечная активность, а не близость к Солнцу, является более важным фактором генерации атмосферы. Эта работа началась с научного исследования 2016 года, которое возглавлял Крис Рассел. Это исследование, используя данные GRaND, предположило, что, во время шестидневного периода в 2015 году, Церера ускорила электроны от солнечного ветра до очень высоких энергий.

Согласно своему орбитальному пути, Церера в настоящее время подходит ближе к Солнцу. Но, наше светило сейчас переживает особенно спокойный период, который, как ожидается, будет длиться в течение ещё нескольких лет. Так как эти результаты указывают, что экзосфера Цереры связана с солнечной активностью, авторы исследования предсказывают, что у этой карликовой планеты будет практически отсутствовать атмосфера в течение некоторого времени. Однако есть рекомендации продолжать контролировать Цереру в поисков последующих выбросов льда.

В настоящее время станция Dawn работает по своей расширенной миссии и движется вокруг Цереры по очень вытянутой эллиптической орбите. Инженеры пытаются вывести аппарат в различные плоскости наклонения, чтобы была возможность рассмотреть это тело в новом свете. Основная научная цель состоит в том, чтобы измерить космические лучи для определения того, какие химические элементы лежат около поверхности Цереры. В качестве дополнения, в конце апреля Солнце будет точно позади Dawn, а расстояние до поверхности будет составлять 20000 километров. Церера будет выглядеть более яркой, чем прежде, поэтому появится возможность раскрыть ещё больше её секретов.

По информации НАСА.

Источник: http://www.theuniversetimes.ru/perexodnaya-atmosfera-cerery-svyazana-s-solnechnoj-aktivnostyu.htmlUnder Creative Commons License: Attribution Non-Commercial Share Alike

Источник: www.theuniversetimes.ru