Церера (карликова планета)

Цере́ра (лат. Ceres, символ: )[4] — карликова планета в поясі астероїдів, в середині Сонячної системи[5][6][7]. Це найближча до Землі карликова планета, вона часом наближається на відстань 263 млн км. Відкрита 1 січня 1801 року італійським астрономом Джузеппе Піацці в астрономічній обсерваторії в місті Палермо. Це була перша відкрита карликова планета.

(1) Церера 
Фото Церери, зроблене космічним зондом Dawn 19 лютого 2015 року з відстані 46 000 км. Дві яскраві плями в кратері — імовірно, зони, багаті на кригу чи сіль[1].
Відкриття[2]
Відкривач Джузеппе Піацці
Місце відкриття Палермо
Дата відкриття 1 Січня 1801
Позначення
Названа на честь Церера
Категорія малої планети карликова планета,
астероїд головного поясу
Орбітальні характеристики[3]
Велика піввісь 413 832 587 км
2,7663 а. о.
Перигелій 380 995 855 км
2,5468 а. о.
Афелій 446 669 320 км
2,9858 а. о.
Ексцентриситет 0,07934
Орбітальний період 4,60 років
1680,5 діб
Середня орбітальна швидкість 17,882 км/с
Середня аномалія 27,448°
Нахил орбіти 10,585° до екліптики
9.20° до незмінної площини
Довгота висхідного вузла 80,399°
Аргумент перицентру 72,825°
Фізичні характеристики
Екваторіальний радіус 482,5 ± 2 км
Полярний радіус 445,5 ± 2 км
Маса 9,393 ± 0,005×1020 кг
0,0128 маси Місяця
Середня густина 2,16 ± 0.036 г/см³
Прискорення вільного падіння на поверхні 0,27 м/с2
0,028 g
Друга космічна швидкість 0,51 км/с
Період обертання 9.074170 годин
Нахил осі 3°
Альбедо 0,090 ± 0,0033 геометричне
Температура середня 167 К
Стандартна зоряна величина 3,36 ± 0,02
 (1) Церера у Вікісховищі

За діаметром близько 950 км Церера є найбільшим і наймасивнішим тілом у поясі астероїдів, за розміром перевершує багато великих супутників планет-гігантів та містить майже третину (32%) загальної маси поясу[8][9]. Сучасні спостереження довели, що вона має кулясту форму, на відміну від більшості інших малих тіл, які мають неправильну форму через низьку гравітацію[10].

Видима зоряна величина Церери становить 6,64m — 9,34m. Стандартна зоряна величина — 3,34m.

Історія відкриття
Джузеппе Піацці

У Палермо, на острові Сицилія, італійський астроном Джузеппе Піацці вже багато років вів спостереження положень зірок для складання зоряного каталогу. Робота наближалася до кінця. 1 січня 1801 року Піацці виявив у сузір'ї Близнят слабку зірочку (~7m), якої чомусь не було ні в його власному каталозі, ні в каталозі Христиана Майера, що був у розпорядженні Піацці. Наступного вечора виявилося, що зірка має трохи не ті координати, що напередодні: вона зсунулася на 4" за прямим піднесенням і на 3,5" за схиленням. На третю ніч з'ясувалося, що помилки немає й що зірка повільно пересувається небосхилом. Піацці стежив за дивною зіркою шість тижнів. Він не помітив ні диска, який мав бути у планети, ні туманного виду, характерного для комет. Потім спостереження було перервано хворобою Піацці. Повернувшись до спостережень, він вже не зміг знайти Цереру, як надалі була названа нова планета.

У той час Карл Фрідріх Гаус розробляв методи обробки астрономічних спостережень. Він спробував визначити еліптичну орбіту нової планети розробленим ним методом (за трьома спостереженнями). Таким чином, Гаус визначив, що орбіта об'єкта лежить між орбітами Марса і Юпітера й що велика піввісь її становить 2,8 а. о. Це була планета, яку шукали відтоді, коли виявилося так зване правило Тіциуса—Боде, за яким відстані планет від Сонця підпорядковуються певній залежності. Із цієї залежності випливало, що між орбітами Марса і Юпітера мала бути ще одна планета, якої астрономи чомусь не спостерігали. Ця залежність і підштовхнула астрономів того часу взятися за пошуки цієї гіпотетичної планети, яку було названо Фаетон. Проте досить слабкий блиск Церери свідчив про те, що розмір цієї планети дуже малий (у порівнянні з іншими планетами Сонячної системи).

Походження назви
Орбіта Церери на фоні орбіт Землі, Марса та Юпітера

Піацці пропонував назвати її «Церера Фердинанда», присвячуючи планету своєму королю. Наполеон хотів назвати планету Юноною. Учитель Піацці Жозеф Лаланд пропонував назвати її ім'ям свого учня. Але в підсумку збереглася назва «Церера» на честь прадавньої римської хтонічної богині продуктивних сил землі, зростання й дозрівання злаків, а також підземного світу, яка насилає на людей безумство. Церера також богиня материнства й шлюбу. Шанувалась як хранителька сільської громади, захисниця врожаю від грабіжників. Згодом вона вважалася тільки богинею злаків і врожаю, мала як така велику шану, особливо серед селян. У III ст. до н. е. Церера зближується з Деметрою. Із Церерою (як і з грецькою Деметрою) пов'язується винахід землеробства й запровадження законів, що залучили людей до цивілізації.

Орбіта

Орбіта Церери лежить між орбітами Марса і Юпітера, подібно до планетних орбіт вона слабкоеліптична (тобто, близька до кола: ексцентриситет — 0,08) і має помірний нахил до площини екліптики (10 °). Велика піввісь орбіти становить 2,76 а.о., відстань у перигелії 2,54 а.о., в афелії — 2,98 а.о. Період обертання навколо Сонця — 4,6 року.

Фізичні характеристики
Порівняння розмірів Землі, Місяця та Церери

Церера має форму сфероїда розмірами 965×961×891 км. Її маса становить 9,39× 1020 кг, що становить майже третину всієї маси пояса астероїдів, але разом з тим поступається масі Землі більш ніж у 6000 разів. Значна маса Церери призвела до того, що під дією власної гравітації це небесне тіло набуло форми, близької до кулястої.

Проте на цьому її еволюція не скінчилася і, на відміну від більшості астероїдів, на Церері почалася диференціація внутрішньої структури — важчі породи опускалися до центру, легші підіймалися до поверхні. Таким чином сформувалося кам'яне ядро й мантія з водяного льоду. Виходячи з низької густини Церери, вона містить значну кількість льоду, до 20-30% за масою, що еквівалентно крижаній мантії товщиною 60-100 км. На початковому етапі існування ядро Церери могло розігріватися за рахунок радіоактивного розпаду і, можливо, якась частина крижаної мантії перебувала в рідкому стані. З усього видно, що значна частина поверхні і зараз укрита льодом або якимось різновидом крижаного реголіту, який утворює навіть своєрідні крижані річки[11]. За аналогією з крижаними супутниками Юпітера й Сатурна можна припустити, що під дією ультрафіолетового випромінювання Сонця частина води дисоціює й утворює дуже розріджену «атмосферу» Церери. Також залишається невирішеним питання про наявність на Церері зараз або в минулому кріовулканізму.

На земному небосхилі Церера постає слабкою зіркою 7-ї величини. Видимий диск Церери дуже малий, тому перші подробиці вдалося розгледіти тільки наприкінці XX сторіччя за допомогою орбітального телескопа «Хаббл». На поверхні Церери помітно кілька світлих і темних структур (імовірно, кратерів). Шляхом спостереження за ними вдалося встановити період обертання Церери (9,07 години) і нахил осі обертання до площини орбіти (менш як 4 °). Найяскравіша структура на честь першовідкривача Церери отримала назву «Пьяцца». Можливо, це кратер, що оголив крижану мантію, або навіть кріовулкан. Спостереження в інфрачервоному діапазоні показали, що середня температура поверхні становить 167 °К (-106 °C), у перигелії вона може сягати 240 °К (-33 °C). Радіотелескопом в Аресібо кілька разів проводилося дослідження Церери в радіодіапазоні. За характером відбивання радіохвиль встановлено, що поверхня Церери досить гладенька, мабуть, за рахунок високої еластичності крижаної мантії. Супутників у Церери не виявлено. Принаймні спостереження «Хаббла» виключають існування сателітів розмірами понад 10-20 км.

Нова мапа кольору карликової планети Церери, зроблена космічним апаратом НАСА Dawn, показує різноманітність поверхні цього небесного тіла. Відмінності в морфології та кольорі по всій поверхні вказують на те, що Церера колись була активним небесним тілом[12].

Атмосфера

Є ознаки того, що Церера має тонку атмосферу з водяної пари, яка утворюється з льодової поверхні планети.[13][14][15]

Дослідження
Гора Ахуна заввишки 4 км на Церері

До 2015 року єдиним способом вивчення Церери залишалися телескопічні спостереження. Регулярно проводилися кампанії зі спостереження покриттів зірок Церерою, по збуреннях у русі сусідніх астероїдів і Марса уточнювалася її маса.

У січні 2014 було повідомлено про знаходження згустків водяної пари навколо Церери за допомогою інфрачервоного телескопа Гершель. Таким чином, Церера стала четвертим тілом Сонячної системи, на якому зафіксована водна активність (після Землі, Енцелада і Європи, гейзери на якій були відкриті трохи раніше, наприкінці 2013 року).[16]

20 квітня 2014 марсохід К'юріосіті зробив перші в історії знімки астероїдів, на яких видно і Цереру, з поверхні Марса[17].

Якісно новим етапом у вивченні Церери стала місія АМС Dawn (NASA), який запущено 27 вересня 2007. У 2011 році «Dawn» вийшов на орбіту навколо Вести, і після року на її орбіті полетів до Церери.[18] 13 січня 2015 «Dawn» зробив перші докладні знімки поверхні Церери. 6 березня 2015 року апарат вийшов на орбіту Церери для вивчення її протягом наступних 16 місяців.[19] Вивчення Церери дозволить краще зрозуміти історію Сонячної системи. За цей час Dawn зробить фотозйомку поверхні карликової планети, що дозволить створити першу високоточну карту цього небесного тіла.[19]

23 травня 2015 р. міжпланетна автоматична станція Dawn отримала зображення кратера на поверхні Церери.[20]

16 травня 2015 року автоматична міжпланетна станція Dawn отримала найякісніше на сьогодні зображення таємничих білих плям на поверхні карликової планети Церера[21].

30 червня 2016 року основна програма місії космічного апарату Dawn офіційно завершена[22].

Дані КА Dawn дозволили уточнити в сторону зменшення масу і розмір Церери. Екваторіальний діаметр Церери становить 963 км, полярний діаметр - 891 км. Маса Церери становить 9,39×1020 кг[23].

У 2017 році вчені доповіли, що їм вдалося знайти докази існування архаїчного глобального океану на Церері, завдяки дослідженням місії Dawn. [24]

Китайське національне космічне управління планує доставити в 2020-х роках зразки ґрунту з Церери[25].

Назви 17 кратерів на карті висот поверхні Церери (червоні тони — високі ділянки, сині — низькі)[26]

Див. також


Джерела
  1. Atkinson, Nancy (03-03-2015). Bright Spots on Ceres Likely Ice, Not Cryovolcanoes. Universe Today. Процитовано 07-03-2015.
  2. база даних астрономічних об'єктів при NASA. Архів оригіналу за 24 червня 2013. Процитовано 16 серпня 2010.
  3. …
  4. JPL/NASA (22 квітня 2015). What is a Dwarf Planet?. Jet Propulsion Laboratory. Процитовано 19 січня 2022.
  5. NASA – Dawn at a Glance. NASA. Архів оригіналу за 4 липня 2012. Процитовано 14 серпня 2011.
  6. Shiga, David. Dawn captures first orbital image of asteroid Vesta. New Scientist. Архів оригіналу за 4 липня 2012. Процитовано 7 серпня 2011.
  7. Space Telescope Science Institute (2009). Hubble 2008: Science year in review. NASA Goddard Space Flight Center. с. 66.
  8. Pitjeva, E. V.; Precise determination of the motion of planets and some astronomical constants from modern observations, in Kurtz, D. W. (Ed.), Proceedings of IAU Colloquium No. 196: Transits of Venus: New Views of the Solar System and Galaxy, 2004
  9. Moomaw, Bruce (2 липня 2007). Ceres As An Abode Of Life. spaceblooger.com. Архів оригіналу за 29 вересня 2008. Процитовано 6 листопада 2007.
  10. Li, Jian-Yang; McFadden, Lucy A.; Parker, Joel Wm. (2006). Photometric analysis of 1 Ceres and surface mapping from HST observations. Icarus 182 (1): 143–160. Bibcode:2006Icar..182..143L. doi:10.1016/j.icarus.2005.12.012.
  11. На Церері виявили річки з льоду
  12. Dawn's Ceres Color Map Reveals Surface Diversity — NASA's Jet Propulsion Laboratory
  13. A'Hearn, Michael F.; Feldman, Paul D. (1992). Water vaporization on Ceres. Icarus 98 (1): 54–60. Bibcode:1992Icar...98...54A. doi:10.1016/0019-1035(92)90206-M.
  14. Ceres: The Smallest and Closest Dwarf Planet. Space.com 22 January 2014
  15. Dwarf Planet Ceres, Artist's Impression. 21 January 2014. NASA
  16. Localized sources of water vapour on the dwarf planet (1) Ceres(англ.)
  17. Curiosity Snaps First Ever Photo of Asteroids From Mars. Discovery News. Discovery Channel. 25 квітня 2014. Процитовано 4 травня 2014.(англ.)
  18. Вадим Карпусь (06.03.2015). Впервые в истории человечества зонд NASA вышел на орбиту карликовой планеты. itc.ua. Процитовано 6 березня 2015.
  19. Космічний апарат вперше в історії вийшов на орбіту навколо карликової планети — повідомлення ТСН від 6 березня 2015 року.
  20. Міжпланетна автоматична станція Dawn отримала зображення кратера на поверхні Церери.
  21. Dawn получила наилучший снимок таинственных пятен на Церере.
  22. Tony Greicius (2016). Dawn Completes Primary Mission.
  23. Dawn Journal | May 28, 2015. Архів оригіналу за травень 30, 2015. Процитовано грудень 19, 2016.
  24. На ближайшей к Солнцу планете-карлике обнаружены следы существования древнего океана
  25. China’s Deep-space Exploration to 2030 by Zou Yongliao Li Wei Ouyang Ziyuan Key Laboratory of Lunar and Deep Space Exploration, National Astronomical Observatories, Chinese Academy of Sciences, Beijing(англ.)
  26. Карта висот поверхні Церери з назвами

Посилання
This article is issued from Wikipedia. The text is licensed under Creative Commons - Attribution - Sharealike. Additional terms may apply for the media files.