Главная Фотогалерея Рефераты Новости Видеогалерея Статьи  
 
 
Содержание
 
   

Карликовая планета Церера

Снимок АМС Dawn карликовой планеты Цереры

Церера - карликовая пленета, «обитающая» во внутренней части астероидного пояса Солнечной системы. Она характеризуется, как самая близкая карликовая планета, находящаяся от Земли (263 млн км). Цереру обнаружил ученый Джузеппе Пиации в 1801 году, являющийся работником Палермской обсерватории. Изначально предполагалось, что Церера относится к полноценным планетам, но в 1802 году ее классифицировали, как астероид. Только в 2006 году Международным Астрономическим Союзом Церера была определена, как карликовая планета, которую назвали в честь древнеримского мифического персонажа - богини плодородия.

Диаметр Цереры - 950 км, ввиду чего ее можно смело причислить к самым крупногабаитным телам астероидного пояса. По своим размераум она превосходит даже луны газовых гигантов. Церера составляет около 32%  от общей массы объектов пояса астероидов. Наблюдения, проведенные современными наземными и космическими машинами, показали, что ее форма близка к сферической. Обычно, тела подобных габаритов имеют неправильную форму в связи с пониженной гравитацией.

Поверхность карликовой планеты, по всей видимости, состоит из смеси водного льда с гидратированными минералами ( глины, карбонатов). Ученые предполагают, что ядро Цереры состоит из камня и ледяной мантии. Возможно,  что под поверхностью карликовой планеты имеются океаны с жидкой водой. Не так давно телескоп «Гершель» зафиксировал водяной пар, исходящий от нее.

С Земли Цереру сложно разглядеть без специльной техники, так как ее яркость составляет всего 6.7-9,3 . Чтобы получить больше информации об объектах такого вида, организация НАСА запустила зонд DAWN исключительно для исследования Весты и Цереры.

Открытие Цереры

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

В 1772 году И.Э. Боде впервые предположил, что между Юпитером и Марсом существует еще один объект, который, скорее всего, является планетой. Данное предположение астронома в первую очередь основывалось на правиле Тициуса-Боде. После обнаружения Урана Уильямом Гершелем, руководствующимся таким же принципами вычисления небесных объектов, в 1800 году была сформирована группа из 24 ученых под названием «Небесная стража». Ее участники под руководством фон Цаха вели ежедневные наблюдения за небом с помощью самых мощных машин того времени. Тогда обнаружить Цереру им не удалось, зато в ходе работы они открыли несколько крупногабаритных астероидов.

Как было сказано выше, Цереру обнаружил в 1801 году Дж. Пиации, которого также хотели включить в группу «Небесная стража». Но ученый сделал свое открытие до этого. Изначально он специализировался на поиске «87- ой» звезды «Каталога Зодикальных звезд», но обнаружил, что ей предшествует другая». Вместо «лишнего» светила он обнаружил космическое тело, которое ученый сперва принял за комету.

Примерно через месяц после обнаружения, ученый решил рассказать о случившемся двум своими коллегам - Б.Ориани и И. Боде. В своих письмах Пиации рассказывал об объекте, как о комете, но также пояснил, что не исключает того, что он может являться чем-то другим. На эту мысль ученого наталкивало слишком медленное и равномерное движение тела.

Спустя несколько месяцев Пиации собрал больше сведений о новом объекте и направил их в письме своему французскому коллеге - Ж. Лаланду. Вскоре наблюдения были опубликованы в журнале «Monatliche Correspondenz.

Но к моменту выхода статьи с новыми данным, положение Цереры именилось, и астрономы не смогли утвердить открытие Пиации. Но к концу года объект снова хорошо визуализировался на ночном небе.

В то время один молодой ученый по имени К. Фридрих Гаусс разрабатывал новый, но очень перспективный метод определения орбиты космических тел. В его задачу входило вычисление орбиты по трем наблюдениям, во время каждого из которых производилась оценка объекта по прямому восхождению и склонению. Чтобы вычислить путь Цереры, Гауссу понадобилось всего несколько недель, после чего он направил свои расчеты фон Цаху, впоследствии чего обнаружение Цереры было утверждено.

Ученые, наблюдавшие Цереру впервые, смогли также вычислить ее размер. По расчетам Гершеля диаметр объекта был равен 260 км.

Наименование

Снимки Цереры, сделанные «Хабблом» в 2003—2004 гг

Пиации был первым, кто предложил название открытому им же объекту. Он изъявил желание назвать его Церерой Фердинанда в честь Сицилийского короля Фердинанда и римской богини плодородия Цереры. Второе слово названия было снято по тем соображением, что оно было неприемлемо для других стран.

В Германии объект предложили назвать Герой или Деметрой, которая также является покровительницей земледелия, но только у древних греков. Символом Цереры ранее был серп, схожий с символом Венеры. Позднее ей был присвоен иной символ - единица в центра круга.

Также в честь этой карликовой планеты был назван химических элемент - церий, который впоследствии получил другое название - палладий, символизирующий открытие крупного астероида Паллады.

Статус Цереры

Статус объекта менялся не раз. И. Элер Боде считал, что Церера является той самой «недостающий планетой», заключенной в промежутке между орбитами Юпитера и Марса. Также Церера причислялась к таким же планетам, как 4 Веста, 2 Паллада и 3 Юнона, о чем говорится во многих ранних астрономических книгах.

Спустя некоторое время в промежутке между Юпитером и Марсом, помимо Цереры, были найдены другие объекты, которым в 1810 Уильямом Гершелем был присвоен термин «астероид».

Это означало, что Церера стала самым первым открытым астероидом.

В ходе многочисленных споров о том, что же на самом деле представляет собой Плутон, Церере вернули статус планеты. По общепринятому мнению Церера полностью соотвестветствовала определению планеты. К планетам космическое тело можно причислялось, если оно:

А) Обладает достаточной массой, чтобы под силой гравитации обрести и постоянно поддерживать  правильную сферическую форму.

Б) Обращаться вокруг светила, не являясь ни спутником какой-либо из планет, ни иной звездой

Только по этим двум критерием Цереру можно было отнести к полноценным планетам, вследствие чего она бы смогла стать пятой по удаленности планетой от Солнца. Но в 2006 года были введены дополнительные требования. Например, чтобы называться планетой, космический объект должен иметь вблизи своей орбиты «пустую» область, свободную от других тел. Церера не соответствует данному критерию, потому что вблизи ее орбиты находится огромное количество астероидов. Именно потому ученые единогласно причислили ее к карликовым планетам.

Далее в 2008 года MAC ввел дополнительную категорию для определения карликовых планет - «плутоиды». В нее входят все карликовые планеты, радиус обриты которых превышает орбитальный радиус Нептуна. Ввиду того, что определением формы объектов на таком расстоянии может быть затруднительным, ученые решили относить к плутоидам все объекты, соответствующие звездой величие выше +1. Что касается Цереры, то она также не попадает под эту категорию.

Сегодня бытует мнение, что, если Церера с 2006 года определяется, как карликовая планета, то она больше не относится к астероидам. К примеру, на астрономическом интернет-ресурсе space.com, говорится о том,  что "Что Церера- карликовая планета и Паллада - крупный астероид, ранее оба классифицировались, как астероиды». Международный Астрономический Союз сделал уточнение по данному вопросу, заявив, что Церера являлась одним из самых крупных астероидов. Но, если речь идет об астероидах, встречающихся на пути пересечения Цереры, то ее принято рассматривать, как астероид. Представители Центра Малых Планет отмечают, что космическим телам данного типа должны присваиваться двойные обозначения.

На самом деле при решении МАС причислить Цереру к карликовым планетам, не было упомянуто о том, лишается ли она статуса «астероида» или нет. Дело в том, что МАС-ом до этого времени не было дано точного определения термина «астероид», и до 2006 тела данного вида назывались «малыми планетами», а после «Маломи телами Солнечной системы». Что касается ученых НАСА, то они считают предпочтительнее упоминать о Церере не только как о карликовой планете, но и как о астероиде.

Орбита Цереры

Расположение орбиты Цереры

Орбита карликовой планеты лежит в промежутке между марсианской и юпитерианской орбитами в области астероидного пояса. Она характеризуется, как слабоэллиптичная с эксцентриситетом 0,08 и имеет умеренный угол наклона к плоскости эклиптики (10,6°) .

Период обращения Цереры вокруг звезды равен 4,6 года. Дистанция, на которой она находится от Солнца, оценивается в 2,77 а.е. Цереру от Земли разделяет 263 млн км. День на Церере равен 9 ч. 4 мин.

Не исключено, что Церера ранее принадлежала к семейству астероидов. Если астероиды, имеют много совпадений по орбитальным характеристикам, то это может являться достоверным признаком их единого происхождения. В ходе спектрального анализа карликовой планеты удалось выявить значительные отличия от окружающих ее астероидов - объектов Семейства Гефьен. Ученые полагают, что с данными объектами карликовая планета имеет лишь общую орбиту, чего нельзя сказать о происхождении.

В 2011 году работники Парижской обсерватории, занимающиеся воспроизведением «реально картины» 8-ми крупных планет, а также Плутона, Луны, Иниды, Паллады, Цереры, Весты и Бамберги методом компьютерного моделирования, выявили, что конкретно у Весты и Цереры имеется склонность к «беспорядочному» поведению.

Жаком Ласкаром в одном из выпусков «Astronomy & Astrophysics» было рассказано о том, что 0,2%-ая  вероятность столкновения Цереры и Весты ставится по сомнения ввиду того, что их дальнейшие движения будет невозможно предсказать уже через 400 тыс. лет.

Наблюдение планет с Цереры

При наблюдении за многими планетами с Цереры, например, за Землей, Венерой, Марсом и Меркурием, с ее поверхности они будут выглядеть, как внутренние и смогут проходить по диску звезды.

Несмотря на то, что Церера обращается внутри астероидного пояса, увидеть астероиды с ее поверхности невооруженным взглядом было бы невозможно. Только несколько самых крупных смогли бы время от времени появляться в небе Цереры в виде тусклых звезд. Астероиды меньших габаритов можно было бы видеть крайне редко -  во время нечастных телесных сближений.

Физические характеристики Цереры

Церера является самым большим из ныне открытых объектов астероидного пояса. Ее массовые показатели были выявлены по принципу ее влияния на меньшие тела, располагающиеся вблизи карликовой планеты. Безусловно, результаты, полученные в ходе разных исследований, разнятся. Но, если брать во внимание самые точные из них, то масса Цереры равна 9,4·1020 кг, что практически соответствует 30% массы всех объектов, включенных в данный пояс, но в 6 тыс раз уступает массовым показателям нашей планеты.

Благодаря собственной силе гравитации, вызванной относительно большой массой Цереры, она приобрела правильную сферическую форму. Именно эта особенность отличает карликовую планету от других больших астероидов ( 2 Паллады и 3 Юноны и 10 Гигеи)

Строение Цереры

Церера состоит из каменного ядра, слоя ледяной мантии и тонкого слоя реголита.

Главное отличие этой карликовой планеты от других крупных астероидов заключается в том, что даже после окончания формирования под действием гравитации сферической формы, в ее недрах стали также происходить значительные метаморфозы. Например, порода, состоящая из более тяжелых элементов, начала смещаться в центр, а более легкие компоненты стали составляющими поверхностного слоя объекта. По данному принципу сформировалось каменное ядро Цереры и криомантия, состоящая из водяного льда.

Ввиду того, что Церера обладает достаточно низкой плотностью, толщина ее мантии, по предварительной оценке ученых равна порядка 28% от всей ее массы и 50% от объема объекта. Также его мантия содержит большое количество льда объемом 200 млн куб. метров, что сильно превосходит количество пресной воды на нашей планете.

Данную информацию подтвердили в процессе наблюдений, производимых телескопом Кек, а также при эволюционном моделировании. Также, некоторые характеристики верхних слоев карликовой планеты и геологической истории (к примеру, факт о чересчур большом расстоянии объекта от звезды, что объясняется тем, что некоторые компоненты с низкой температурой замерзания сохранились в ее составе еще с процесса формирования объекта), указывают на возможное присутствие в недрах Цереры летучих веществ.

Возможно, на первых этапах становления, ядро карликовой планеты разогревалось от радиактивного распада. Это дает веские причины предположить, что часть ледяной мантии Цереры могла находиться в текучем состоянии. Тем более, что сегодня часть ее поверхности покрывает лед и реголит. Судя по ледяным сатурнианским и юпитерским спутникам, которые были исследованы более тщательно, можно предположить, что под воздействием УФ -лучей часть «внутренней» воды испаряется, формируя сильно разряженную «атмосферу» карликовой планеты. Сегодня ученые работают над выяснением вопроса о наличие на Церере такого явления, как криовулканизм.

Считается, что спутники у Цереры отсутствуют. Даже телескоп «Хаббл» пока отрицает их существование.

Поверхность Цереры

О реальном внешнем виде карликовой планеты известно не много. На ночном небе она визуализируется, как маленькая звезда 7-й величины. В связи с ее большой удаленностью и относительно небольшими размерами, разглядеть ее видимый диск удалось только в 20 веке, благодаря космической машине «Хаббл». На снимках, произведенных орбитальным телескопом, отчетливо видно, несколько светлых и темных структур на поверхности Цереры. Вероятно, это кратеры. С помощью регулярного отслеживания их перемещения, ученым удалось наиболее точно установить период вращения объекта, равный 9,07 часа, а также наклон оси вращения по отношению к плоскости орбиты - приблизительно 4°. Одно из самых ярких структур (пятен), виднеющихся на снимках поверхности Цереры, было решено назвать «Пиации». Вероятно, что это крупный кратер, через который виден слой ледяной мантии и, вероятно, криовулкан. Результаты исследований поверхности Цереры в инфракрасном волновом диапазоне указывают на то, что средняя температу на ней равна -106 °C, в перигелии - -33 °C.

С помощью одного из самых крупных наземных телескопов - радиотелеска в Аресибо, удалось установить, что поверхность карликовой планеты относительно гладкая, что объясняется высокой эластичностью ледяной мантии.

В 2014 Международным Астрономическим Союзом было решено, что в качестве названий структур поверхности карликовой планеты могут быть любые названия, связанные с двумя тематиками:

Именами божеств плодородия и земледелия

Названиями крупных фестивалей и празднеств, посвященных земледелию.

Дальнейшие исследования

Орбита Цереры

Сегодня самым оптимальным и доступным способом изучения планеты являются телескопические исследования. Ученые в настоящее время проводят наблюдения покрытия звезд Церерой по колебаниям и движениям ее соседних объектов и Марса.

В начале 2014 года ученые сообщили о наличии небольших сгустков водяного пара рядом с поверхностью с карликовой планеты. Данный феномен был обнаружен в процессе наблюдения за объектом с помощью телескопа Гершеля. На данный момент Церера является четверым объектом в Солнечной системе, на котором зафиксировано наличие воды.

Также в 2012 года марсианским ровером Кьюриосити были произведены снимки удаленных астероидов, на фоне которых также видна и Церера.

Новый прорыв в изучении Цереры состоялся при запуске аппарата НАСА AMC Dawn. В 2015 году он достигнет Цереры. Уже 13 января аппарат произвел первые снимки поверхности карликовой планеты.


   
Поиск
Rambler's Top100