Церера: карликова планета, що приховує кріовулкан

Церера — карликова планета в головному поясі астероїдів між Марсом і Юпітером. Вона стала першим об'єктом, ідентифікованим у поясі астероїдів, відкритим 1 січня 1801 року Джузеппе Піацці в Палермській астрономічній обсерваторії на Сицилії, і спочатку оголошеним новою планетою. Десятиліттями астрономи щиро вірили, що знайшли зниклий світ між Марсом і Юпітером — і в певному сенсі, понад два століття по тому, це виявилося ближче до істини, ніж будь-хто міг очікувати.

Пізніше Цереру класифікували як астероїд, потім як єдину підтверджену карликову планету в поясі астероїдів і найбільший об'єкт пояса астероїдів без супутника. Це також єдина визнана карликова планета в Сонячній системі, орбіта якої лежить всередині орбіти Нептуна — усі інші карликові планети мешкають у холодному, віддаленому поясі Койпера, тоді як Церера обертається порівняно близько до дому.

Ця близькість не полегшила спостереження за нею. Діаметр Церери становить приблизно чверть діаметра Місяця, а її видима зоряна величина коливається від 6,7 до 9,3 — надто тьмяно, щоб бути видимою неозброєним оком, окрім як під надзвичайно темним небом. Знадобилося два століття та спеціальна космічна місія, щоб з'ясувати, що це насправді за світ.

Піацці спостерігав Цереру 24 рази, останнє спостереження відбулося 11 лютого 1801 року, коли хвороба перервала його роботу. Він оголосив про відкриття 24 січня 1801 року в листах колегам-астрономам Барнабі Оріані та Йоганну Боде — звістка про нову «планету» поширювалася Європою через листи ще до того, як хтось інший зміг підтвердити спостереження. Піацці запропонував назвати своє відкриття Ceres Ferdinandea, на честь римської богині землеробства та короля Фердинанда III Сицилійського, свого монарха і покровителя. Частина «Ferdinandea» не прижилася; частина «Ceres» стала постійною.

Церера обертається навколо Сонця раз на 4,6 земного року, приблизно посередині пояса астероїдів між Марсом і Юпітером. Фізично Церера домінує у своєму околі. Це найбільший астероїд головного пояса астероїдів із середнім діаметром 939,4 км і масою 9,38x10^20 кг, за вимірюваннями космічного апарата Dawn. Церера становить 40% оціненої загальної маси пояса астероїдів і має масу втричі з половиною більшу за наступний за розміром астероїд Весту, проте її маса становить лише одну сімдесят восьму маси Місяця — гігант серед астероїдів, але все ще легковаговик порівняно зі справжнім планетарним супутником.

Низька густина Церери натякає на те, з чого вона насправді складається. Її густина становить 2,16 г/см3, що свідчить про те, що приблизно чверть її маси — водяний лід; загалом Церера приблизно на 50% складається з води за об'ємом, порівняно лише з 0,1% для Землі. Це вражаюча кількість води, замкнена в тілі, яке ледве сягає чверті розміру Місяця, — пропорційно більше, ніж майже будь-де поблизу в Сонячній системі.

Більша частина приповерхневого шару Церери багата на вуглець, приблизно на 20% за масою, а органічні сполуки виявили в кратері Ернутет, причому щонайменше одинадцять інших регіонів визначено як кандидатів на їхню наявність. Хімія, багата на воду і вуглець, в одному й тому самому невеликому світі — це саме та комбінація, що привертає увагу астробіологів.

Поверхня Церери розповідає історію ударів, яка ніколи повністю не відповідала моделі. Моделі передбачали, що Церера повинна мати від 10 до 15 кратерів діаметром понад 400 км, проте найбільший підтверджений кратер, басейн Керван, має лише 284 км у поперечнику. Щось стирало найбільші шрами. Найбільшою окремою географічною особливістю Церери є Vendimia Planitia, сплощений давній басейн діаметром 800 км — ймовірно, привид одного з тих зниклих гігантських кратерів, згладжений із часом, а не збережений у формі чаші.

Це згладжування вказує на кріовулканізм. На Церері є одна помітна гора, Ahuna Mons, ймовірний кріовулкан із максимальним оціночним віком 240 мільйонів років, судячи з того, як мало на ньому кратерів — достатньо молодий за геологічною шкалою часу, щоб означати, що Церера все ще активно оновлювала свою поверхню задовго після формування самої Сонячної системи.

Ніде ця активність не проявляється так виразно, як у знаменитих яскравих плямах Церери. Апарат Dawn зафіксував сотні яскравих плям на Церері, найяскравіша з яких розташована в центрі кратера Occator шириною 80 км, що має центральну западину шириною від 9 до 10 км, частково заповнену куполом. Найяскравіша особливість у центрі кратера Occator називається Cerealia Facula, а зіткнення, що утворило кратер, за оцінками, сталося приблизно 20–24,5 мільйона років тому — достатньо нещодавно, щоб процес, який створив яскраву пляму, міг залишатися активним і сьогодні. Вчені повідомили, що яскраві плями, зокрема в Occator, можуть бути пов'язані з різновидом солі, зокрема з формою розсолу, що містить гексагідрат сульфату магнію; виявилося, що яскравий матеріал на дні кратера має переважний склад із карбонатів натрію, алюмосилікатів (філосилікатів) та хлориду амонію.

У 2017 році космічний апарат Dawn підтвердив, що Церера має тимчасову атмосферу водяної пари — тонку, короткочасну імлу, яка то з'являється, то зникає в міру того, як лід поблизу поверхні сублімується. Виявляється, невелика, на вигляд кам'яниста карликова планета час від часу «дихає».

Усе це набуває більшого сенсу, якщо врахувати вік Церери. Церера — це протопланета, що збереглася, сформувавшись 4,56 мільярда років тому, одна з лише трьох, поряд із Палладою та Вестою, що досі залишаються у внутрішній Сонячній системі, тоді як решта або злилися в планети, були зруйновані зіткненнями, або були викинуті Юпітером. Це один із небагатьох уцілілих будівельних блоків найперших днів формування планет, практично незайманий тим, щоб коли-небудь стати частиною чогось більшого.

Цей глибокий вік разом із рясними запасами води роблять Цереру цікавішою, ніж можна було б припустити з огляду на її невеликий розмір. Церера має найбільше води серед усіх тіл внутрішньої Сонячної системи після Землі, а її ймовірні підповерхневі кишені розсолу могли б слугувати середовищем для життя — реальна можливість для астробіології, що тихо розташувалася посеред пояса астероїдів, а не десь серед крижаних супутників, які зазвичай пов'язують із пошуками життя.

Майже все, що нам сьогодні відомо про Цереру, отримано від одного-єдиного космічного апарата. Dawn, перша космічна місія, що відвідала Весту чи Цереру, стартувала 27 вересня 2007 року, вийшла на орбіту навколо Вести 16 липня 2011 року і вийшла на орбіту навколо Церери 6 березня 2015 року. Вона посідає унікальне місце в історії космічних досліджень: Dawn — перша місія для вивчення карликової планети, що прибула до Церери за кілька місяців до того, як зонд New Horizons досяг Плутона в липні 2015 року, — дві карликові планети отримали свої перші близькі візити з різницею в кілька місяців, після понад двох століть, коли їх бачили лише як точки світла.

• Wikipedia: Церера (карликова планета)
• Wikipedia: Dawn (космічний апарат)