Церера

Церера

Церера (от латинского языка — Cerёs) – карликовая планета в поясе астероидов. Свое название получила в честь римской богини Цереры – богини растущих растений и материнской любви. Планета была найдена 1 января 1801, Джузеппе Пиацци. Ее диаметр составил 950 км, Церера – безусловно, самое большое и массивное тело в поясе астероидов (оно содержит приблизительно треть всей массы пояса астероидов). Квалификация, то есть статус Цереры менялся за ее историю не один раз.

Во времена открытия она считалась планетой, но после открытия многочисленных объектов в поясе астероидов Церера лишилась этого звания и была переквалифицирована в разряд астероидов чуть более 150 лет назад. Естественно как первый обнаруженный объект в поясе астероидов Церера получила номер 1 в современной системе нумерации астероидов. После открытия большого объекта 2003 UB313 за орбитой Нептуна некоторые определения были пересмотрены Международным Астрономическим Союзом, и Церера вновь получила статус планеты (24 августа 2006) наряду с Плутоном, его луной Хароном и 2003 UB313. Правда статус планеты с небольшой оговоркой – карликовой планеты и при этом Церера пока еще формально считается астероидом.

Первоначально полное название Цереры было такое — Ceres Ferdinandea, в честь римской богини и короля Сицилии Фердинанда III. Приставка «Ferdinandea» была неприемлема для других наций мира, и поэтому имя было «урезано». Цереру также в течение короткого времени в Германии называли Hera, а в Греции Цереру называют — Demeter. Такое расхождение в названиях связано с редкостью его использования.

Открыта Церера была случайно, Пиацци искал звезду Mayer 87 из списка Френсиса Уолластона, так как она по каталогу не соответствовала занимаемому положению. Вместо звезды Пиацци обнаружил перемещающийся звездообразный объект, который он сначало принял за комету. Пиацци в общей сложности наблюдал за Церерой 24 раза (в последний раз 11 февраля – из-за болезни наблюдения были прерваны).

Сравнение Цереры (внизу слева) с Луной (вверху слева) и Землёй
Сравнение Цереры (внизу слева) с Луной (вверху слева) и Землёй.

24 января 1801 Пиацци объявил о своем открытии в письмах своим коллегам, в том числе в письме своему соотечественнику Barnaba Oriani из Милана. Он описал найденный объект как комету, с оговорками. К началу февраля Церера была потеряна, поскольку она ушла за Солнце. В апреле Пиацци послал наиболее полные свои наблюдения к Oriani, Bobe и Lalande в Париж. Наблюдения были изданы в сентябрьском выпуске 1801 года Monatliche Correspondenz. Для нахождения местоположения астероида Карл Фридрих Госс (24 года) развил метод определения орбиты по трем наблюдениям. Только через несколько недель он предсказал орбиту Цереры и послал свои результаты Францу Ксаверу, редактору Monatliche Correspondenz, 31 декабря 1801, который совместно с Heinrich W. M. Olbers однозначно подтвердили обнаружение Цереры.

Расположение орбиты Цереры
Расположение орбиты Цереры.

Johann Elert Bode назвал Цереру «пропавшей планетой», существование которой предсказывал Johann Daniel Titius между Марсом и Юпитером, на расстоянии 419 млн км (2,8 а.е.) от Солнца. Церере был даже присвоен планетарный символ и она вошла в список планет в книгах по астрономии (наряду с 2 Pallas, 3 Юнона, 4 Веста) на половину столетия, пока не были обнаружены другие представители пояса астероидов. Церера оказалась слишком мала для планеты поэтому сэр Уильям Гершель придумал термин «астероид» («звездообразный»), из-за того что Церера не имела заметного диска. В 2006 дебаты проводимые из-за проблемы с Плутоном и с термином «планета» обратили внимание и на Цереру, которая была опять переквалифицирована в карликовою планету. Церера расположена между орбитами Марса и Юпитера, в пределах пояса астероидов, с периодом обращения 4,6 лет. Орбита имеет наклон в 10,6 градуса (Меркурий – 7, Плутон — 17) и она умеренно эксцентрична e=0.08 (Марс – 0.09).

Церера принадлежит поясу астероидов, который главным образом находится между Марсом и Юпитером. Однако он не содержит самые большие объекты в Солнечной системе помимо планет и их спутников, так как существует пояс Койпера, который как известно содержит объекты по размерам сопоставимые с Плутоном или его превышающие – 50000 Quaoar, 90482 Orcus, 2003 UB313 и 90377 Sedna. В определенных местах на своей орбите Церера может достигать до 7 звездной величины, но она вообще расценивается как очень тусклый объект и почти не заметна невооруженным глазом. Другой астероид Веста и то имеет больше шансов быть обнаруженным невооруженным глазом, чем Церера. Размер Цереры и ее масса достаточны, для того чтобы она во время своего формирования приняла почти сферическую форму, близкую к гидростатическому равновесию, другие астероиды достаточно нерегулярные, а некоторые большие астероиды даже продолговатые.

Масса Цереры достигает до 9.5*1020 кг (масса оценена с помощью радиосигналов космического аппарата на орбите Марса), это приблизительно треть всей массы пояса астероидов (3.0*1021 кг или 4% от Луны). Есть некоторые признаки того что поверхность Цереры относительно теплая и она может иметь незначительную атмосферу. Максимальная температура на Солнце, по оценкам специалистов, может достигать 235 К (-38 Цельсия на 5 мая 1991), в перигелии – до 239 К.

Строение Цереры

В отличие от большинства астероидов, на Церере после приобретения сферической формы началась гравитационная дифференциация внутренней структуры — более тяжёлые породы переместились в центральную часть, более лёгкие сформировали поверхностный слой. Таким образом сформировалось каменное ядро и криомантия из водяного льда. Судя по низкой плотности Цереры, толщина её мантии достигает 100 километров (23—28 % массы Цереры; 50 % от её объёма), и кроме того она содержит значительное количество льда, который составляет 200 миллионов кубических километров воды, что превосходит количество пресной воды на Земле. Эти данные подтверждаются наблюдениями, сделанными телескопом Кек в 2002 году и эволюционным моделированием. Кроме того, некоторые характеристики поверхности и геологической истории (например, расстояние Цереры от Солнца, благодаря которому можно говорить о достаточном ослаблении солнечного излучения для того, чтобы позволить некоторым компонентам с низкой точки замерзания быть включенными в её состав в процессе формирования), указывают на наличие летучих веществ в недрах Цереры

Строение Цереры
Строение Цереры: 1 — тонкий слой реголита; 2 — ледяная мантия; 3 — каменное ядро.

На начальном этапе существования ядро Цереры могло разогреваться за счёт радиоактивного распада и, возможно, какая-то часть ледяной мантии находилась в жидком состоянии. По всей видимости, значительная часть поверхности и сейчас покрыта льдом или некой разновидностью ледяного реголита. По аналогии с ледяными спутниками Юпитера и Сатурна можно предположить, что под действием УФ излучения Солнца часть воды диссоциирует и образует сверхразреженную «атмосферу» Цереры. Также остаётся открытым вопрос о наличии на Церере сейчас или в прошлом криовулканизма.

О внешнем облике Цереры известно не так уж и много. На земном небосклоне она предстаёт слабой звёздочкой всего лишь 7-й величины. Видимый диск Цереры очень мал, поэтому первые подробности удалось разглядеть только в конце XX века с помощью орбитального телескопа «Хаббл». На поверхности Цереры различимы несколько светлых и тёмных структур, предположительно кратеров. По слежению за ними удалось точно установить период вращения Цереры (9,07 часа) и наклон оси вращения к плоскости орбиты (менее 4°).

Снимки Цереры
Снимки Цереры, сделанные «Хабблом» в 2003—2004 гг, масштаб 30 км/пиксель.

Самая яркая структура в честь первооткрывателя Цереры получила название «Пияцци». Возможно, это кратер, обнаживший ледяную мантию или даже криовулкан. Наблюдения в ИК диапазоне показали, что средняя температура поверхности составляет 167 К (−106 °C), в перигелии она может достигать 240 К (−33 °C). Радиотелескопом в Аресибо несколько раз проводилось исследование Цереры в диапазоне радиоволн. По характеру отражения радиоволн было установлено, что поверхность Цереры довольно гладкая, видимо, за счёт высокой эластичности ледяной мантии. Спутников у Цереры не обнаружено. По крайней мере пока, наблюдения «Хаббла» исключают существование сателлитов размерами более 10—20 км.

В настоящее время единственным способом изучения Цереры остаются телескопические наблюдения. Регулярно проводятся кампании по наблюдению покрытий звёзд Церерой, по возмущениям в движении соседних астероидов и Марса уточняется её масса.

Качественно новым этапом в изучении Цереры должна стать миссия аппарата АМС Dawn (NASA), запущенного 27 сентября 2007 года. В 2011 году «Dawn» вышел на орбиту вокруг Весты, в феврале 2015 года он должен достигнуть Цереры.

Добавить комментарий

Ваш e-mail не будет опубликован. Обязательные поля помечены *