Все о Церере: где находится, как выглядит и является ли планетой
Когда-то она считалась самым большим астероидом, но сегодня носит гордый титул карликовой планеты. Церера — самое большое небесное тело в поясе астероидов и, возможно, один из самых богатых водой объектов во внутренней Солнечной системе. Ученые считают, что ее темная поверхность может скрывать под собой следы древнего океана, а значит — потенциальную жизнь. В этом материале расскажем, чем уникальна Церера, что скрывается под ее поверхностью и почему исследователи считают ее одним из перспективных небесных тел для изучения.
После того как в 2006 году Международный астрономический союз разработал новые критерии для понятия «планета», Плутон был исключен из списка планет Солнечной системы, а Цереру, напротив, повысили в статусе — до карликовой планеты. Каковы ее характеристики и возможна ли на ней жизнь?
Планета Церера
Церера — это ближайшая к Солнцу карликовая планета, которая считается наименьшей среди известных небесных тел своего класса, при этом является крупнейшим и самым массивным объектом в своем «месте обитания» — главном поясе астероидов между орбитами Марса и Юпитера [1].
Церера была открыта 1 января 1801 года итальянским астрономом Джузеппе Пиацци в Палермской обсерватории и первоначально была объявлена новой планетой, получив свое название в честь древнеримской богини плодородия. После открытия в 1802 году второго подобного объекта, Паллады, астрономы поняли, что Церера является первым и самым большим представителем нового класса тел — Уильям Гершель предложил для них термин астероид («звездоподобный»).
В 2006 году Международный астрономический союз (МАС) принял новое определение планеты. Согласно ему, такое небесное тело должно соответствовать трем критериям: обращаться вокруг звезды, иметь достаточную массу для приобретения сферической формы и «расчищать» своей гравитацией окрестности орбиты от других объектов. Церера соответствует первым двум характеристикам, но не третьей, так как делит свою орбиту с тысячами других астероидов. Это позволило отнести ее к новому классу — карликовым планетам [2].
Таким образом, Церера стала единственной карликовой планетой, расположенной во внутренней части Солнечной системы. Современные ученые рассматривают Цереру не просто как самый большой объект в поясе астероидов, а как сложный мир с собственными геологическими процессами и, что немаловажно, запасами воды. Исходя из этого, ученые считают Цереру одним из немногих мест в нашей Солнечной системе, где потенциально можно найти признаки жизни в той или иной форме.
На сегодняшний день у Цереры не обнаружено естественных спутников. Одна из гипотез предполагает, что любое ледяное вещество, выброшенное с ее поверхности в результате удара и попавшее на орбиту, быстро бы испарилось под лучами Солнца, не успев сформировать стабильную «луну».
Характеристики Цереры
Статус: карликовая планета
Форма: сферическая, близкая к эллипсоиду
Масса: 9,39⋅10²⁰ кг (1,3% массы Луны)
Экваториальный диаметр: 963 км
Полярный диаметр: 891 км
Средняя плотность: 2,16 г/см³
Средняя температура поверхности: около -100°C
Среднее расстояние от Солнца: 2,8 а.е. (около 413 млн км)
Период обращения (год): 4,6 земного года
Период вращения (день): 9 часов 7 минут
Как выглядит Церера
Первое, что отличает Цереру от соседей по поясу астероидов, — это ее сферическая форма. Большинство малых тел Солнечной системы имеют неправильную, «картофелевидную» форму, но благодаря собственной гравитации Церера смогла стать практически шарообразной. Однако планета слегка сплюснута у полюсов, что отражается в разнице между экваториальным (около 963 км) и полярным (около 891 км) диаметрами.
Из-за большого расстояния (около 263,8 млн км) и скромных размеров, с Земли Церера выглядит лишь крошечной слабой звездочкой, разглядеть детали поверхности которой невозможно даже в мощные телескопы. Подлинный облик карликовой планеты человечество смогло подробно рассмотреть только в 2015 году, когда к ней прибыла автоматическая межпланетная станция NASA Dawn [3].
Исходя из переданных снимков и последующих исследований Церера оказалась холодным и однородным небесным телом, испещренным кратерами. Темная поверхность поглощает около 91% падающего на нее солнечного света, а ее цвет обусловлен смесью углеродистых материалов и глин. На этом фоне особенно выделяются знаменитые «белые пятна» — их насчитывается более 300, и они особенно заметны внутри кратера Оккатор. Данные зонда Dawn показали, что это отложения солей — в основном, сульфата магния, смешанного с карбонатом натрия (содой).
Согласно исследованиям, яркие пятна на поверхности Цереры — результат криовулканической активности в недавнем прошлом [4]. Под поверхностью карликовой планеты может существовать (или существовал) слой соленой воды. В результате удара, образовавшего кратер Оккатор, или из-за внутреннего тепла эта жидкость прорывалась на поверхность. Вода быстро испарялась в космический вакуум, а соли оставались, образуя ослепительно белые отложения, которые мы видим сегодня. Что же касается пятен, расположенных на краях кратеров, они могли возникнуть в результате падения на Цереру метеоритов. Удары привели к отложению на поверхности веществ, изначально находившихся в подповерхностном слое.
Что же касается бесчисленных ударных кратеров, примечателен тот факт, что среди них нет действительно гигантских структур диаметром более 280 км, хотя за 4,5 млрд лет такие столкновения должны были происходить. Это намекает на геологическую активность, которая сглаживает старые «шрамы». Кроме того, свою роль могли сыграть криовулканы, извергающие не расплавленную лаву, а холодную смесь воды, солей и грязи. Яркий пример — гора Ахуна Монс, которая, как полагают, является именно таким объектом.
Где находится Церера
Церера расположена в главном поясе астероидов между орбитами Марса и Юпитера. Этот регион, представляющий собой обширное кольцо из каменных и ледяных тел, является своеобразной «границей», разделяющей внутренние планеты земной группы (Меркурий, Венера, Земля, Марс) и внешние планеты Солнечной системы (газовые гиганты Юпитер, Сатурн, Уран и Нептун).
Орбита Цереры отличается относительной стабильностью и умеренной вытянутостью. Хотя она и находится под гравитационным влиянием как Марса, так и особенно могучего Юпитера, резонансы с этими планетами не приводят к катастрофическим изменениям ее траектории.
Планета Марс: есть ли жизнь, сколько лететь и из чего состоит
Современные исследования показывают, что Церера, вероятно, сформировалась именно в этой области Солнечной системы [5]. Ранее существовала гипотеза, что она могла мигрировать в пояс астероидов из холодных окраин, где распространен аммиачный лед. Однако последние данные с космического аппарата Dawn указывают, что аммиачные соединения могли попасть на поверхность из недр самой Цереры в результате криовулканической активности.
Строение Цереры
Как мы уже упоминали ранее, человечество увидело поверхность Цереры лишь после прибытия в 2015 году автоматической межпланетной станции NASA Dawn. Оказалось, что она представляет собой дифференцированное тело, то есть имеет слоистое внутреннее строение, характерное для планет.
Согласно наиболее распространенной версии, под относительно тонкой корой Цереры, представляющей собой смесь льда, солей и гидратированных минералов толщиной около 40 км, скрывается толстая мантия, богатая гидратированными породами, вероятно, похожими на глину. Она простирается вглубь как минимум на 100 км и может также содержать слой из соленой воды, обогащенной различными соединениями. Точное строение глубоких недр, включая возможное плотное каменное ядро, пока остается загадкой для ученых [6].
Низкая средняя плотность Цереры, составляющая около 2,16 г/см³, прямо указывает на значительное содержание легких материалов, в том числе водяного льда. Ученые предполагают, что концентрация воды на карликовой планете достигает 20–30% — больше, чем на Земле. Однако недавнее исследование показало, что небесное тело может и вовсе состоять изо льда почти на 90%.
Помимо водяного льда и солей, поверхность Цереры богата и другими соединениями, указывающими на сложное химическое прошлое. Повсеместно распространены филлосиликаты — гидратированные глинистые минералы, образование которых требует жидкой воды. Также были обнаружены карбонаты и соединения аммиака.
Отдельного внимания заслуживает обнаружение на Церере органического материала. Первоначально найденные в районе кратера Эрнутет алифатические углеводороды считались возможным следом столкновения с богатой органикой кометой или астероидом. Однако последующие исследования выявили новые области с подобными веществами, расположенные на экваторе.
Интенсивная солнечная радиация в этом месте должна быстро разрушать органические соединения на поверхности, поэтому их наличие там может указывать на постоянную «подпитку» из внутренних источников. В связи с этим ученые предполагают, что они имеют внутреннее происхождение, а это, в свою очередь, может говорить о сложных химических процессах в недрах Цереры.
Важным открытием, сделанным еще до экспедиции Dawn, стало обнаружение в 2014 году с помощью космической обсерватории «Гершель» крайне разреженного и изменчивого облака из водяного пара вокруг Цереры [7]. Предположительно, он образуется в результате сублимации поверхностного льда (перехода из твердого состояния в газообразное) под воздействием солнечных лучей. Наличие пара в тонкой атмосфере планеты подтверждает, что водяной лед присутствует не только в глубинах, но и вблизи поверхности, особенно в холодных, постоянно затененных областях полярных кратеров.
Церера: интересные факты
Ученые называют Цереру «зародышевой» или «эмбриональной» планетой. Она начала формироваться около 4,5 млрд лет назад, но сильная гравитация Юпитера помешала ей стать полноценной планетой.
Церера — единственная известная карликовая планета, у которой нет ни одного естественного спутника
Один оборот вокруг своей оси Церера совершает примерно за девять часов, что делает ее сутки одними из самых коротких в Солнечной системе.
Ось вращения Цереры наклонена всего на четыре градуса по отношению к плоскости ее орбиты вокруг Солнца. Это значит, что она вращается почти вертикально, из-за чего на ней нет смены времен года.
Через два года после открытия Цереры, в 1803 году, был обнаружен новый химический элемент, который назвали церием в честь карликовой планеты.
Церера фигурирует в ряде научно-фантастических произведений. Например, в сериале «Пространство» (The Expanse), комиксе «Новые Мстители» и видеоигре Destiny.
Частые вопросы о Церере
Возможна ли жизнь на Церере?
На современной холодной Церере жизнь, скорее всего, невозможна. Это замерзший мир, средняя температура на поверхности которого составляет около –100°C. У планеты нет значительного внутреннего источника тепла, а существующая под поверхностью вода представляет собой концентрированную холодную соленую воду.
Однако все больше научных данных указывает на то, что в глубоком прошлом на ней могли существовать условия, подходящие для поддержания микробной жизни. Исследование NASA, основанное на данных зонда Dawn, показывает, что примерно от 2,5 млрд лет назад Церера могла обладать стабильным источником химической энергии для потенциальной жизни [7]. Тепло от распада радиоактивных элементов в ее ядре могло подогревать подповерхностный океан, что создавало условия, аналогичные земным гидротермальным источникам на дне океанов, которые являются оазисами жизни [8].
Почему Цереру считают прототипом для изучения ранней Солнечной системы?
Церера действительно представляет собой «капсулу времени», сохранившуюся со времен формирования Солнечной системы. Она начала формироваться около 4,5 млрд лет назад, как и другие планеты, но ее рост был остановлен гравитационным влиянием Юпитера. Она осталась в состоянии «планетарного эмбриона», что позволяет ученым изучать на ее примере процессы рождения планет [9].
Интересные факты о Юпитере — самой большой планете Солнечной системы
Будучи единственной карликовой планетой во внутренней части Солнечной системы, Церера также служит ближайшей лабораторией для изучения процессов, характерных для ледяных спутников, таких как Европа и Энцелад.
Какие аппараты планируют отправить к Церере в ближайшее время?
На данный момент нет официально утвержденных экспедиций к Церере с конкретными датами запуска. Последним и единственным аппаратом, посетившим ее, была американская автоматическая станция Dawn, работавшая на орбите с 2015 по 2018 год.
Научное сообщество активно обсуждает и разрабатывает концепции будущих полетов на карликовую планету. Например, в апреле 2025 года стартап Acceleron Aerospace предложил проект межпланетного аппарата HUCITAR, который смог бы исследовать как Марс, так и Цереру [10]. Международная группа ученых также предлагала концепцию аппарата для сбора образцов на планете в 2021 году [11]. Однако все эти исследования остаются всего лишь концепциями, и подготовка реальных экспедиций на Цереру пока не ведется.
Есть ли у Цереры атмосфера?
Исследования показывают, что у Цереры есть тонкая атмосфера, но она чрезвычайно разреженная, непостоянная и состоит в основном из водяного пара [12]. Она не похожа на плотную воздушную оболочку планет земной группы, поэтому ученые чаще всего называют ее экзосферой.
Намеки на ее наличие появились в начале 2014 года, когда космическая обсерватория «Гершель» обнаружила на карликовой планете источники водяного пара диаметром не более 60 км, локализованные в средних широтах.
Вся обнаруженная атмосфера состоит из молекул воды, а пар, вероятно, образуется из огромных запасов водяного льда, которые составляют значительную часть недр карликовой планеты. Предположительно, лед сублимируется (превращается в пар) от солнечного тепла. Однако данные аппарата Dawn также показали, что важную роль в этом процессе могут играть заряженные частицы от солнечной активности — вспышек и выбросов плазмы.
Главное о Церере
Церера — это карликовая планета, ближайшая к Солнцу и самая маленькая из известных на сегодняшний день.
Церера находится в Главном поясе астероидов между орбитами Марса и Юпитера.
Она была открыта 1 января 1801 года итальянским астрономом Джузеппе Пьяцци и стала первым обнаруженным объектом Пояса астероидов.
Церера первоначально была классифицирована как планета, затем — как астероид (первый и самый крупный из известных), а в 2006 году ей официально был присвоен статус карликовой планеты.
Экваториальный диаметр Цереры составляет 963 км, а ее масса — около 25% массы всего пояса астероидов и 1,3% массы Луны.
Поверхность Цереры темная, покрыта кратерами и содержит белые пятна — отложения солей, наиболее известные из которых находятся в кратере Оккатор.
На Церере есть вода — в основном в виде водяного льда, а под поверхностью, вероятно, существует или ранее существовал обширный резервуар соленой воды.
На поверхности Цереры были обнаружены сложные органические соединения.
Ранее мы рассказывали о самой маленькой планете Солнечной системы — Меркурии. Каковы его особенности, как он выглядит и сколько на нем длится год — собрали все, что известно.
Читайте также:
Все о Сатурне: из чего состоит, сколько лететь и другие факты о «Властелине колец
Сколько времени лететь до Марса от Земли на самом быстром космическом корабле
Кротовые норы: существуют ли они в космосе и чем отличаются от черных дыр
На обложке статьи генерация Pro Космос
