Церера

Церера — карликовая планета, крупнейший объект в поясе астероидов между орбитами Марса и Юпитера. Диаметр Цереры составляет около 946 км, что делает её самым массивным телом в этом регионе Солнечной системы, на долю которого приходится примерно треть всей массы пояса астероидов. Церера классифицируется как карликовая планета (с 2006 года) и является единственной карликовой планетой во внутренней части Солнечной системы.

История открытия и наименование

Церера была открыта 1 января 1801 года итальянским астрономом Джузеппе Пьяцци в Палермской обсерватории. Пьяцци искал звезду, упомянутую в каталоге, но обнаружил небольшое движущееся небесное тело. Первоначально объект был принят за комету, однако дальнейшие наблюдения показали, что он имеет планетарную природу.

Открытие Цереры стало важным событием в астрономии, так как оно подтвердило гипотезу Иоганна Тициуса и Иоганна Боде о существовании планеты между Марсом и Юпитером (правило Тициуса — Боде). Пьяцци предложил назвать открытую планету Церерой Фердинандой — в честь римской богини земледелия и плодородия Цереры и короля Сицилии Фердинанда III. Впоследствии вторая часть названия была отброшена, и объект стал называться просто Церера.

В первые десятилетия после открытия Церера считалась полноценной планетой. Однако в 1850-х годах, после обнаружения множества других тел в поясе астероидов (в частности, Паллады, Юноны и Весты), её статус был понижен до астероида. В 2006 году Международный астрономический союз (МАС) ввёл новую категорию «карликовая планета», и Церера была включена в неё.

Физические характеристики

Размер, масса и форма

Церера имеет сферическую форму, что является одним из критериев для отнесения к карликовым планетам. Её средний радиус составляет около 473 км. Масса Цереры — 9,39 × 10²⁰ кг, что примерно в 0,0128 раза меньше массы Луны. Плотность Цереры (около 2,16 г/см³) указывает на значительное содержание воды и летучих веществ в её составе.

Внутреннее строение

Согласно данным, полученным с космического аппарата Dawn (НАСА), Церера имеет дифференцированное строение:

• Ядро: каменистое ядро, состоящее из силикатов и металлов.
• Мантия: толстая мантия, богатая водяным льдом, толщина которой может достигать 100–150 км.
• Кора: тонкая внешняя кора, состоящая из смеси силикатов, льда и карбонатов.

Предполагается, что под поверхностью Цереры может находиться жидкий водный океан, что делает её потенциальным местом для поиска внеземной жизни.

Поверхность

Поверхность Цереры покрыта кратерами, но в целом она менее кратерирована, чем поверхность Весты или Луны. Это указывает на относительно молодую геологическую активность. На поверхности обнаружены:

• Яркие пятна: наиболее известные из них находятся в кратере Оккатор. Эти пятна представляют собой отложения солей, в основном карбоната натрия, которые, вероятно, образовались в результате криовулканизма — извержений водяного пара и солей из недр.
• Гора Ахуна: одинокая гора высотой около 4–5 км, имеющая форму пирамиды. Её происхождение также связывают с криовулканизмом.
• Кратеры: крупнейший из них — кратер Керван (диаметр около 284 км). Другие значимые кратеры: Урвара, Оккатор, Джани.

Атмосфера

Церера обладает крайне разреженной атмосферой (экзосферой), состоящей в основном из водяного пара. Её наличие было подтверждено в 2014 году космическим телескопом «Гершель». Атмосфера нестабильна и образуется, вероятно, за счёт сублимации льда на поверхности или извержений криовулканов.

Орбита и вращение

Церера обращается вокруг Солнца по эллиптической орбите с большой полуосью около 2,77 а. е. (астрономических единиц). Период обращения составляет около 4,6 земных лет. Орбита Цереры наклонена к плоскости эклиптики примерно на 10,6°.

Сутки на Церере длятся около 9 часов 4 минуты. Ось вращения наклонена на 4°, что приводит к очень слабой смене сезонов.

Исследование

Долгое время Церера наблюдалась только с Земли. Первым и пока единственным космическим аппаратом, посетившим её, стал Dawn (НАСА). Аппарат был запущен в 2007 году и прибыл к Церере в марте 2015 года. Dawn работал на орбите Цереры до ноября 2018 года, когда у него закончилось топливо.

Миссия Dawn позволила получить:

• Детальные карты поверхности с разрешением до 35 м на пиксель.
• Данные о составе поверхности (обнаружены глинистые минералы, карбонаты, аммоний).
• Информацию о гравитационном поле и внутреннем строении.
• Подтверждение наличия водяного пара и криовулканической активности.

Классификация и статус

Церера является единственной карликовой планетой во внутренней части Солнечной системы. Она также классифицируется как астероид (номер 1) и является крупнейшим объектом в поясе астероидов. В 2006 году МАС ввёл три критерия для карликовой планеты: она должна обращаться вокруг Солнца, иметь достаточную массу для гидростатического равновесия (сферической формы) и не быть спутником другой планеты. Церера соответствует всем трём критериям.

Значение для науки

Церера представляет огромный интерес для планетологии и астробиологии. Она является одним из наиболее вероятных кандидатов на наличие жидкой воды в прошлом или настоящем. Изучение её состава помогает понять процессы формирования планет земной группы и пояса астероидов. Кроме того, Церера может быть источником информации о ранней Солнечной системе, так как её поверхность и недра, вероятно, сохранили примитивные материалы.

Интересные факты

• Церера — единственная карликовая планета, которая находится ближе к Солнцу, чем Нептун.
• Её масса составляет около 0,03% от массы Земли.
• Яркие пятна на Церере были впервые замечены на снимках с телескопа «Хаббл» ещё до прибытия Dawn.
• Название «Церера» дало имя химическому элементу церию, открытому в 1803 году.

Источники

• «Dawn Mission to Vesta and Ceres» — NASA.
• «Ceres: The Smallest and Closest Dwarf Planet» — Space.com.
• «The Ceres Atlas» — Johns Hopkins University Applied Physics Laboratory.
• «Planetary Science: The Geology of Ceres» — Nature Geoscience, 2016.
• «Ceres: A Water-Rich Dwarf Planet in the Asteroid Belt» — Annual Review of Earth and Planetary Sciences, 2020.