The Asteroidi vyöhyke on aika mielenkiintoinen paikka. Sen lisäksi, että alueella on 2,8–3,2 miljardia tonnia ainetta, se on myös monien pienplaneettojen koti. Suurin niistä, joka tunnetaan nimellä Ceres, ei ole vain sisäisen aurinkokunnan suurin pieni planeetta, vaan myös ainoa kappale tällä alueella, jonka Kansainvälinen tähtitieteellinen unioni (IAU) on nimennyt 'kääpiöplaneetaksi'.
Kokonsa ja muotonsa vuoksi Ceresin uskottiin olevan planeetta, kun se havaittiin ensimmäisen kerran. Vaikka tätä uskomusta on sittemmin tarkistettu, Ceres on yksin asteroidivyöhykkeen esineiden joukossa, koska se on ainoa esine, joka on tarpeeksi massiivinen tullakseen pallomaiseksi. Ja kuten useimmat aurinkokuntamme kääpiöplaneetat, sen tila on edelleen kiistanalainen, ja tietomme siitä on rajallinen.
Löytäminen ja nimeäminen:
Giuseppe Piazzi löysi Ceresin 1. tammikuuta 1801 etsiessään eläinradan tähtiä. Ceresin olemassaolon oli kuitenkin ennustanut vuosikymmeniä aikaisemmin saksalainen tähtitieteilijä Johann Elert Bode, joka arveli, että Marsin ja Jupiterin välillä täytyi olla planeetta. Tämän oletuksen perustana oli nyt lakkautettu Bode-Tituksen laki, jonka Johann Daniel Titius ehdotti ensimmäisenä vuonna 1766.
Tämä laki totesi, että tunnettujen planeettojen kiertoradan puolipääakseleissa oli säännöllinen kuvio, josta ainoa poikkeus oli suuri kuilu Marsin ja Jupiterin välillä. Yrittääkseen ratkaista tämän vuonna 1800 saksalainen tähtitieteilijä Franz Xaver von Zach lähetti 24:lle kokeneelle tähtitieteilijälle (jota kutsutaan nimellä 'Celestial Police') pyynnön yhdistää ponnistelunsa tämän kadonneen planeetan paikallistamiseksi.
HST- ja Dawn FC -kuvien vertailu Ceresistä lähes 11 vuoden välein. Kiitos: NASA.
Yksi näistä tähtitieteilijöistä oli Giuseppe Piazzi Palermon akatemiasta, joka oli tehnyt löydön vähän ennen kuin hänen kutsunsa liittyä ryhmään oli saapunut. Löytöhetkellä hän luuli sitä komeetoksi, mutta myöhemmät havainnot saivat hänet julistamaan, että se voisi olla jotain muutakin. Hän jakoi havainnot virallisesti ystävilleen ja kollegoilleen huhtikuuhun 1801 mennessä ja lähetti tiedot von Zachille julkaistavaksi syyskuussa.
Valitettavasti sen näennäisen sijainnin muutoksen vuoksi Ceres oli liian lähellä Auringon häikäisyä ollakseen tähtitieteilijöiden nähtävissä. Vasta vuoden lopussa se havaittaisiin uudelleen, suurelta osin saksalaisen tähtitieteilijän Carl Freidrich Gaussin ja hänen kiertoradansa ennusteidensa ansiosta. 31. joulukuuta von Zach ja hänen kollegansa Heinrich W.M. Olbers löysi Ceresin läheltä Gaussin ennustamaa sijaintia ja sai sen siten takaisin.
Piazzi ehdotti alun perin nimeämään löytönsä Cerere Ferdinandea roomalaisen maatalouden jumalattaren Ceresin (italiaksi Cerere) ja Sisilian kuninkaan Ferdinandin mukaan. Nimi Ferdinand poistettiin muista kansoista, mutta Ceres säilytettiin lopulta. Ceres kutsuttiin myös lyhyen aikaa Heraksi Saksassa; kun taas Kreikassa sitä kutsutaan edelleen Demeteriksi roomalaisen jumalatar Ceresin kreikkalaisen vastineen mukaan.
Luokitus:
Ceresin luokitus on muuttunut useammin kuin kerran sen löytämisen jälkeen, ja se on edelleen kiistanalainen. Esimerkiksi Johann Elert Bode – Piazzin aikalainen – uskoi Ceresin olevan 'puuttuva planeetta', jonka hän oli ehdottanut Marsin ja Jupiterin väliseksi. Ceres sai planeetan symbolin, ja se pysyi planeetan luettelossa tähtitieteen kirjoissa ja taulukoissa (sekä2. Pallas, 3. kesäkuuta,ja 4 Vesta ) 1800-luvun puoliväliin asti.
Ceres verrattuna tähän mennessä vierailtuihin asteroideihin, mukaan lukien Vesta, Dawnin kartoituskohde vuonna 2011. Kiitokset: NASA/ESA/Paul Schenck.
Kun Ceresin läheisyydestä löydettiin muita esineitä, havaittiin, että Ceres edustaa ensimmäistä uutta esineluokkaa. Vuonna 1802, kun löydettiin2 Pallas, William Herschel loi terminasteroidi('tähden kaltainen') näille ruumiille.Ensimmäisenä löydettynä ruumiina Ceres sai nimityksen1 Ceresnykyaikaisen pienplaneettojen nimitysjärjestelmän mukaisesti.
1860-luvulle mennessä asteroidien, kuten Ceres, ja suurten planeettojen välinen perustavanlaatuinen ero hyväksyttiin laajalti, vaikkakaan 'planeetan' tarkkaa määritelmää ei koskaan muotoiltu. Vuoden 2006 keskustelu Eris, Plutosta ja planeetan muodosta johti siihen, että Ceres harkittiin uudelleenluokittelua planeetalla.
Määritelmä, joka hyväksyttiin 24 elokuuta, 2006 vaativat, että planeetalla on riittävä massa olettaakseen hydrostaattinen tasapaino , olla kiertoradalla tähden ympärillä, ei satelliitti, ja ovat tyhjentäneet sen kiertoradan ympäristön. Ceres ei sellaisenaan hallitse kiertorataa, vaan jakaa sen tuhansien muiden asteroidien kanssa ja muodostaa vain noin kolmanneksen asteroidivyöhykkeen massasta. Ceresin kaltaiset kappaleet, jotka täyttivät osan näistä vaatimuksista, mutta eivät kaikki, luokiteltiin sen sijaan 'kääpiöplaneetoiksi'.
Tämän termin käyttöön liittyvän kiistan lisäksi on myös kysymys siitä, tarkoittaako Ceresin asema kääpiöplaneetana sitä, ettei sitä voida enää pitää asteroidina. IAU:n vuoden 2006 päätöksessä ei koskaan käsitelty, onko Ceres asteroidi vai ei. Itse asiassa IAU ei ole koskaan määritellyt sanaa 'asteroidi' ollenkaan, sillä se piti parempana termiä 'pieni planeetta' vuoteen 2006 asti ja termejä 'pieni aurinkokunnan kappale' ja 'kääpiöplaneetta' sen jälkeen.
Koko, massa ja rata:
Ceresin varhaiset havainnot pystyivät laskemaan sen koon vain suuruusluokkaan. Vuonna 1802 englantilainen tähtitieteilijä William Herschel aliarvioi sen halkaisijan 260 kilometriksi, kun taas vuonna 1811 Johann Hieronymus Schröter yliarvioi sen halkaisijaksi 2 613 kilometriä. Nykyisten arvioiden mukaan sen keskisäde on 473 km ja massan noin 9,39 × 10kaksikymmentäkg (vastaa 0,00015 maapalloa tai 0,0128 kuuta).
Vestan, Erosin ja Ceresin kokovertailu. Kiitos: NASA/JPL
Tällä massalla Ceres muodostaa noin kolmanneksen asteroidivyöhykkeen arvioidusta kokonaismassasta (joka puolestaan on noin 4 % Kuun massasta). Seuraavaksi suurimmat esineet ovat Vesta, Pallas ja Hygiea, joiden keskihalkaisijat ovat yli 400 km ja massat 2,6 x 10kaksikymmentäkg, 2,11 x 10kaksikymmentäkg ja 8,6 × 1019kg vastaavasti. Ceresin massa on tarpeeksi suuri antaakseen sille lähes pallomaisen muodon, mikä tekee siitä ainutlaatuisen asteroidivyöhykkeen esineiden ja pienplaneettojen joukossa.
Ceres seuraa hieman kaltevaa ja kohtalaisen epäkeskistä kiertorataa, joka vaihtelee 2,5577 AU:sta (382,6 miljoonaa km) Auringosta perihelionissa ja 2,9773 AU:n (445,4 miljoonan km) etäisyydellä aphelionissa. Sen kiertoaika on 1 680 Maan vuorokautta (4,6 vuotta) ja vie 0,3781 Maan vuorokautta (9 tuntia ja 4 minuuttia) suorittaakseen sidereaalisen kierron.
Koostumus ja tunnelma:
Kokonsa ja tiheytensä (2,16 g/cm³) perusteella Ceresin uskotaan eroavan kivisydämen ja jäisen vaipan välillä. Toimittamien todisteiden perusteella Keck-teleskooppi vuonna 2002 , vaipan on arvioitu olevan 100 kilometriä paksu, ja se sisältää jopa 200 miljoonaa kuutiokilometriä vettä – mikä on enemmän makeaa vettä kuin maapallolla on. Pinnalla olevat infrapunatiedot viittaavat myös siihen, että Ceresillä voi olla valtameri sen jäisen vaipan alla.
Jos tämä on totta, on mahdollista, että tämä valtameri voi sisältää mikrobien ulkopuolista elämää, samanlaista kuin mitä on ehdotettu maaliskuuta , Titan , Eurooppa ja Enceladus . Edelleen on oletettu, että Ceresistä ejektio olisi voinut lähettää mikrobeja Maahan aiemmin.
Muita mahdollisia pinnan aineosia ovat rautapitoiset savimineraalit (kronstedtiitti) ja karbonaattimineraalit (dolomiitti ja sideriitti), jotka ovat yleisiä mineraaleja hiilipitoinen kondriitti meteoriitit. Ceresin pinta on suhteellisen lämmin, ja korkeimman lämpötilan arvioidaan nousevan noin 235 K (-38 °C, -36 °F) kun aurinko on yläpuolella.
Jos oletetaan, että jäätymisenestoainetta (kuten ammoniakkia) on riittävästi, vesijää muuttuisi epävakaaksi tässä lämpötilassa. Siksi on mahdollista, että Ceresillä voi olla hauras ilmakehä, joka johtuu pinnalla olevan vesijään kaasuntumisesta. Huomattavien määrien h ydrooksidi-ioneja lähellä Ceresin pohjoisnavaa , joka on ultraviolettiauringon säteilyn vesihöyryn dissosioitumisen tuote, on toinen osoitus tästä.
Kuitenkin vasta 2014 alussa, että useat paikallisia vesihöyryn lähteitä leveysasteilla havaittiin Ceresillä. Mahdollisia höyryn vapautumisen mekanismeja ovat sublimoituminen paljaasta pintajäästä (kuten komeettojen tapauksessa), sisäisestä lämmöstä johtuvat kryovulkaaniset purkaukset ja maanalainen paineistus. Rajallinen määrä tietoa viittaa siihen, että höyrystyminen vastaa paremmin komeettatyyppistä sublimaatiota.
Alkuperä:
Ceresin alkuperästä on olemassa useita teorioita. Toisaalta yleisesti uskotaan, että Ceres on elossa oleva protoplaneetta, joka muodostui 4,57 miljardia vuotta sitten asteroidivyöhykkeelle. Toisin kuin muut aurinkokunnan sisäiset protoplaneetat, Ceres ei sulautunut muiden kanssa muodostaen maanpäällistä planeettaa ja välttyi Jupiterin sinkoutumisesta aurinkokunnasta. On kuitenkin olemassa vaihtoehtoinen teoria, jonka mukaan Ceres muodostui Kuiperin vyöhykkeelle ja siirtyi myöhemmin asteroidivyöhykkeelle.
Ceresin geologinen evoluutio riippuu sen muodostumisen aikana ja sen jälkeen käytettävissä olevista lämmönlähteistä, jotka olisivat saaneet aikaan planetesimaalisen lisääntymisen ja erilaisten hajoamisen kitkan avulla. radionuklideja . Näiden uskotaan riittäneen mahdollistamaan Ceresin erilaistuminen kivisydämeksi ja jäiiseksi vaipaksi pian muodostumisen jälkeen. Tämä jäinen pinta olisi sublimoitunut vähitellen jättäen jälkeensä erilaisia hydratoituneita mineraaleja, kuten savimineraaleja ja karbonaatteja.
Nykyään Ceres näyttää olevan geologisesti passiivinen kappale, jonka pinta on vain iskujen muovaama. Sen koostumuksessa on merkittäviä määriä vesijäätä, mikä on johtanut tutkijoiden mahdolliseen johtopäätökseen, että Ceresin sisällä on tai oli kerros nestemäistä vettä.
Tutkimus:
Viime aikoihin asti Ceresistä oli tehty vain vähän suoria havaintoja, ja sen pinnan piirteistä tiedettiin vain vähän. Vuonna 1995, Hubble-avaruusteleskooppi otti korkearesoluutioisia kuvia, joiden pinnassa näkyi tumma täplä, jonka uskottiin olevan kraatteri – ja joka sai lempinimeltään 'Piazzi' sen perustajan mukaan.
Keck-teleskoopin vuonna 2002 ottamissa lähi-infrapunakuvissa näkyi useita kirkkaita ja tummia piirteitä, jotka liikkuivat Ceresin pyöriessä. Kaksi tummista piirteistä oli pyöreitä ja niiden oletettiin olevan kraattereita. Toinen tunnistettiin 'Piazzi'-piirteeksi, kun taas toisessa havaittiin olevan kirkas keskialue. Vuosina 2003 ja 2004 näkyvän valon kuvia otti Hubble täyden kierroksen aikana joka osoitti 11 tunnistettavaa pinnan ominaisuutta, joiden luonne on vielä määrittelemätön.
Käynnistyksen myötä Aamunkoiton tehtävä , jonka avulla NASA aikoo suorittaa lähes vuosikymmenen mittaisen Ceresin ja Vestan tutkimuksen, tästä kääpiöplaneettasta on opittu paljon enemmän. Esimerkiksi saavutettuaan kiertoradan asteroidin ympäri maaliskuussa 2015 Dawn paljasti suuri määrä pintakraattereita matalalla kohokuviolla, mikä osoittaa, että ne merkitsevät suhteellisen pehmeää pintaa, joka on todennäköisesti tehty vesijäästä.
Myös useita kirkkaita pisteitä on havaittuAamunkoitto, joista kirkkain ('Spot 5') sijaitsee keskellä 80 km:n (50 mailin) kraatteria ns. Occator . Näiden kirkkaiden ominaisuuksien albedo on noin 40 %jotka aiheutuvat pinnalla olevasta aineesta, mahdollisesti jäätä tai suoloja, heijastaa auringonvaloa. Sumua ilmestyy ajoittain pisteen 5 yläpuolelle , joka tukee hypoteesia, että jonkinlainen kaasuuntuva tai sublimoituva jää muodosti kirkkaat pisteet.
Dawn-avaruusalus havaitsi myös kohoavan avaruusaluksen olemassaolon 6 kilometriä korkea vuori (4 mailia tai 20 000 jalkaa) elokuun alussa 2015. Tämä vuori, joka on suunnilleen pyramidin muotoinen ja ulkonee muuten tasaisen maaston yläpuolelle, näyttää olevan Ceresin ainoa vuori laatuaan.
Kuten monet aurinkokuntamme taivaankappaleet, Ceres on mysteeri, jonka tutkijat ja tähtitieteilijät pyrkivät hitaasti purkamaan. Aikanaan tämän maailman tutkiminen opettaa meille todennäköisesti paljon aurinkokuntamme historiasta ja evoluutiosta ja saattaa jopa johtaa elämän löytämiseen Maan ulkopuolelta.
Meillä on monia mielenkiintoisia Ceres-artikkeleita täällä Universe Today -sivustolla. Esimerkiksi tässä on joitain artikkeleita monista kirkkaita pisteitä vangiksi Aamunkoitto luotain , ja mitä he todennäköisesti ovat .
Ja tässä on joitain artikkeleita aiheesta Asteroidi vyöhyke ja Miksi se ei ole planeetta .
Lisätietoja saat NASA:sta Dawn – Ceres ja Vesta ja Kääpiöplaneetat: Yleiskatsaus .