Новые доказательства наличия органического материала на Церере, карликовой планете нашей Солнечной системы

Шесть лет назад миссия «Dawn» НАСА в последний раз вышла на связь с Землёй, завершив исследование Цереры и Весты, двух крупнейших тел в поясе астероидов. С тех пор Церера — богатая водой карликовая планета, демонстрирующая признаки геологической активности, — находится в центре интенсивных дискуссий о своём происхождении и эволюции.

Теперь исследование, проведённое IAA-CSIC с использованием данных «Dawn» и инновационной методологии, выявило 11 новых областей, указывающих на существование внутреннего резервуара с органическими веществами на карликовой планете. Результаты дают важнейшую информацию о потенциальной природе этого небесного тела.

В 2017 году космический аппарат «Dawn» обнаружил органические соединения вблизи кратера Эрнутет в северном полушарии Цереры, что вызвало дискуссии об их происхождении. Согласно одной из ведущих гипотез, эти вещества имеют внеземное происхождение и были доставлены недавними столкновениями с кометами или астероидами, богатыми органическими веществами.

Однако это новое исследование фокусируется на второй возможности: органический материал сформировался на Церере и хранился в резервуаре, защищённом от солнечного излучения.

«Значение этого открытия заключается в том, что если это эндогенные материалы, то это подтвердит существование внутренних источников энергии, которые могут поддерживать биологические процессы», — объясняет Хуан Луис Ризос, научный сотрудник Института астрофизики Андалусии (IAA-CSIC) и ведущий автор исследования.

Потенциальный свидетель зарождения солнечной системы

Церера, диаметр которой превышает 930 километров, является крупнейшим объектом в главном поясе астероидов. Эта карликовая планета, которая обладает некоторыми характеристиками планет, но не соответствует всем критериям классификации планет, считается самым богатым водой телом во внутренней части Солнечной системы после Земли, что позволяет отнести её к океаническим мирам, имеющим потенциальное астробиологическое значение.

Кроме того, благодаря своим физическим и химическим свойствам Церера относится к типу метеоритов, богатых углеродными соединениями: углеродистым хондритам. Эти метеориты считаются остатками материала, из которого сформировалась Солнечная система примерно 4,6 миллиарда лет назад.

«Церера будет играть ключевую роль в будущих космических исследованиях. Её вода, которая находится в виде льда и, возможно, в жидком состоянии под поверхностью, делает её интригующим местом для изучения ресурсов», — говорит Ризос (IAA-CSIC). «В контексте колонизации космоса Церера может служить местом остановки или ресурсной базой для будущих миссий на Марс или за его пределы».

Идеальное сочетание высококачественных разрешений

Чтобы изучить природу этих органических соединений, в исследовании был применён новый подход, позволивший детально изучить поверхность Цереры и проанализировать распределение органических материалов с максимально возможным разрешением.

Сначала команда применила метод спектрального анализа смесей (SMA) — технику, используемую для интерпретации сложных спектральных данных, — для определения состава соединений в кратере Эрнутет.

Используя эти результаты, они систематически сканировали остальную часть поверхности Цереры с помощью изображений с высоким пространственным разрешением, полученных камерой 2 (FC2) космического аппарата «Рассвет». Этот прибор обеспечивал высокое пространственное разрешение, но низкое спектральное. Такой подход позволил выявить одиннадцать новых областей с характеристиками, указывающими на наличие органических соединений.

Большинство этих участков находятся в экваториальной области Эрнуте, где они подвергались большему воздействию солнечного излучения, чем органические материалы, ранее обнаруженные в кратере. Длительное воздействие солнечного излучения и солнечного ветра, вероятно, объясняет более слабые обнаруженные сигналы, поскольку эти факторы со временем ухудшают спектральные характеристики органических материалов.

Затем исследователи провели углублённый спектральный анализ областей-кандидатов с помощью спектрометра VIR космического аппарата «Рассвет», который обеспечивает высокое спектральное разрешение, хотя и с более низким пространственным разрешением, чем камера FC2. Сочетание данных с обоих приборов сыграло решающую роль в этом открытии.

Среди кандидатов на роль места, где могли находиться органические материалы, выделяется регион между бассейнами Урвара и Ялоде. В этом регионе органические соединения распределены в пределах геологической формации, образовавшейся в результате выброса материала во время столкновений, сформировавших эти бассейны.

«Эти столкновения были самыми сильными из тех, что случались на Церере, поэтому материал должен происходить из более глубоких слоёв, чем материал, выброшенный из других бассейнов или кратеров», — поясняет Ризос (IAA-CSIC). «Если наличие органических веществ подтвердится, их происхождение не оставляет сомнений в том, что эти соединения являются эндогенными материалами».

Эти результаты подтверждаются аналогичным исследованием, проведённым итальянскими коллегами, которые также участвовали в этой работе. С помощью лабораторных экспериментов команда продемонстрировала, что органические соединения разлагаются под воздействием солнечного излучения быстрее, чем предполагалось ранее.

Учитывая обнаруженные количества и наблюдаемые уровни деградации, исследование позволяет предположить, что под поверхностью Цереры в больших количествах должны присутствовать органические вещества.

«Идея органического резервуара в таком отдалённом и, казалось бы, инертном месте, как Церера, поднимает вопрос о том, что подобные условия могут существовать и на других телах Солнечной системы. Несомненно, в ближайшем будущем Цереру посетят новые зонды, и наше исследование сыграет ключевую роль в определении стратегии наблюдений для этих миссий», — заключает Ризос.

Источник: The Planetary Science Journal

На изображении:

Данные, полученные космическим аппаратом «Dawn», показывают области вокруг кратера Эрнутет, где было обнаружено органическое вещество (обозначено буквами от «a» до «f»). Интенсивность полосы поглощения органического вещества представлена цветами, где более тёплые цвета указывают на более высокую концентрацию.

Источник: www.astrophoto.by