Данные космического корабля Dawn показывают области вокруг кратера Эрнутет, где был обнаружен органический материал (обозначены от «а» до «f»). Интенсивность полосы органического поглощения представлена цветами, причем более теплые цвета указывают на более высокие концентрации. Авторы и права: НАСА/Лаборатория реактивного движения-Калтех/UCLA/ASI/INAF/MPS/DLR/IDA.
Шесть лет назад миссия НАСА Dawn в последний раз связалась с Землей, завершив исследование Цереры и Весты, двух крупнейших тел в поясе астероидов. С тех пор Церера — богатая водой карликовая планета, демонстрирующая признаки геологической активности — оказалась в центре интенсивных дебатов о ее происхождении и эволюции.
Теперь исследование, проведенное IAA-CSIC с использованием данных Dawn и инновационной методологии, выявило 11 новых регионов, предполагающих существование внутреннего резервуара органических материалов на карликовой планете. Результаты, опубликованные в The Planetary Science Journal, дают критическое представление о потенциальной природе этого небесного тела.
В 2017 году космический корабль Dawn обнаружил органические соединения возле кратера Эрнутет в северном полушарии Цереры, что вызвало дискуссии об их происхождении. Одна из ведущих гипотез предполагала экзогенное происхождение, предполагая, что эти материалы были доставлены в результате недавних столкновений с кометами или астероидами, богатыми органическими веществами.
Однако это новое исследование фокусируется на второй возможности: органический материал сформировался внутри Цереры и хранился в резервуаре, защищенном от солнечной радиации.
«Значение этого открытия заключается в том, что, если это эндогенные материалы, оно подтвердит существование внутренних источников энергии, которые могли бы поддерживать биологические процессы», — объясняет Хуан Луис Ризос, исследователь Института астрофизики Андалусии (IAA). -CSIC) и ведущий автор исследования.
Потенциальный свидетель рассвета Солнечной системы
Церера диаметром более 930 километров является крупнейшим объектом в главном поясе астероидов. Эта карликовая планета, которая имеет некоторые общие характеристики с планетами, но не отвечает всем критериям планетарной классификации, признана самым богатым водой во внутренней части Солнечной системы после Земли, что помещает ее в число океанских миров, имеющих потенциальное астробиологическое значение.
Кроме того, благодаря своим физическим и химическим свойствам Церера связана с типом метеорита, богатого соединениями углерода: углеродистыми хондритами. Эти метеориты считаются остатками материала, образовавшего Солнечную систему примерно 4,6 миллиарда лет назад.
«Церера будет играть ключевую роль в будущих космических исследованиях. Ее вода, присутствующая в виде льда и, возможно, в жидком виде под поверхностью, делает ее интригующим местом для исследования ресурсов», — говорит Ризос (IAA-CSIC). «В контексте космической колонизации Церера может служить остановкой или ресурсной базой для будущих миссий на Марс или за его пределы».
На этом цветном составном изображении, сделанном на основе данных кадрирующей камеры на борту космического корабля НАСА Dawn, показана территория вокруг кратера Эрнутет. Ярко-красные части кажутся краснее остальной части Цереры. Авторы и права: НАСА/Лаборатория реактивного движения-Калтех/UCLA/MPS/DLR/IDA.
Идеальное сочетание высококачественных разрешений
Чтобы изучить природу этих органических соединений, в исследовании использовался новый подход, позволяющий детально изучить поверхность Цереры и проанализировать распределение органических материалов с максимально возможным разрешением.
Во-первых, команда применила метод спектрального анализа смеси (SMA) — метод, используемый для интерпретации сложных спектральных данных — чтобы охарактеризовать соединения в кратере Эрнутет.
Откройте для себя новейшие достижения науки, технологий и космоса благодаря более чем 100 000 подписчиков, которые ежедневно получают информацию от Phys.org. Подпишитесь на нашу бесплатную рассылку и получайте обновления о прорывах, инновациях и важных исследованиях — ежедневно или еженедельно.
Используя эти результаты, они систематически сканировали остальную часть поверхности Цереры с помощью изображений высокого пространственного разрешения с кадрирующей камеры 2 (FC2) космического корабля Dawn. Этот инструмент обеспечивал пространственные изображения высокого разрешения, но низкое спектральное разрешение. Этот подход привел к идентификации одиннадцати новых регионов с характеристиками, предполагающими присутствие органических соединений.
Большинство этих областей находятся вблизи экваториальной области Эрнутета, где они подверглись большему воздействию солнечной радиации, чем органические материалы, ранее обнаруженные в кратере. Длительное воздействие солнечной радиации и солнечного ветра, вероятно, объясняет более слабые обнаруженные сигналы, поскольку эти факторы со временем ухудшают спектральные характеристики органических материалов.
Затем исследователи провели углубленный спектральный анализ областей-кандидатов с помощью спектрометра изображения VIR космического корабля Dawn, который обеспечивает высокое спектральное разрешение, хотя и с более низким пространственным разрешением, чем камера FC2. Сочетание данных обоих инструментов имело решающее значение для этого открытия.
BS1,2 и 3 — изображения с фильтром камеры FC2 в областях с наибольшим содержанием этих возможных органических соединений. Фото: Хуан Луис Ризос
Среди кандидатов выделялся регион между бассейнами рек Урвара и Ялоде с наиболее убедительными доказательствами наличия органических материалов. В этой области органические соединения распределяются внутри геологической единицы, образовавшейся в результате выброса материала во время ударов, создавших эти бассейны.
«Эти удары были самыми сильными, которые когда-либо испытывала Церера, поэтому материал должен происходить из более глубоких областей, чем материал, выброшенный из других бассейнов или кратеров», — поясняет Ризос (IAA-CSIC). «Если присутствие органических веществ подтвердится, их происхождение не оставит сомнений в том, что эти соединения являются эндогенными материалами».
На этом снимке, полученном космическим кораблем НАСА Dawn, показаны большие кратеры Урвара (вверху) и Ялоде (внизу) на карликовой планете Церера. Два гигантских кратера образовались в разное время. Урваре около 120-140 миллионов лет, а Ялоде — почти миллиард лет. Авторы и права: НАСА/Лаборатория реактивного движения-Калтех/UCLA/MPS/DLR/IDA.
Эти выводы подтверждаются соответствующим исследованием, проведенным итальянскими коллегами, которые также участвовали в этой работе. С помощью лабораторных экспериментов команда продемонстрировала, что органические соединения под воздействием солнечной радиации разлагаются быстрее, чем предполагалось ранее.
Учитывая обнаруженные количества и наблюдаемые уровни разложения, исследование предполагает, что органический материал должен существовать в больших количествах под поверхностью Цереры.
«Идея о наличии органического резервуара в таком отдаленном и, казалось бы, инертном месте, как Церера, повышает вероятность того, что аналогичные условия могут существовать и на других телах Солнечной системы. Без сомнения, Церера будет вновь посещена новыми зондами в ближайшем будущем, и наши исследования будет иметь ключевое значение в определении стратегии наблюдений для этих миссий», — заключает Ризос.
Информация от: Институтом астрофизики Андалусии.
