Obserwacje wykonane za pomocą spektrografu HARPS w Obserwatorium La Silla w Chile ujawniły nieoczekiwane zmiany w jasnych plamach na planecie karłowatej Ceres. Mimo, iż Ceres obserwowana z Ziemi wydaje się niewiele więcej niż punktem światła, bardzo staranne badania pokazały nie tylko zmiany spodziewane ze względu na rotację Ceres, ale okazało się także, że plamy jaśnieją podczas dnia i wykazują inne zmienności. Obserwacje sugerują, że materia w plamach jest lotna i paruje gdy uzyska ciepło od światła słonecznego.

Ceres jest największym ciałem w pasie planetoid pomiędzy Marsem, a Jowiszem i jedynym obiektem z tego obszaru sklasyfikowanym jako planeta karłowata. Należąca do NASA sonda kosmiczna Dawn znajduje się na orbicie wokół Ceres od ponad roku i wykonała szczegółowe mapy jej powierzchni. Jedną z największych niespodzianek było odkrycie bardzo jasnych plam, które odbijają znacznie więcej światła niż ciemniejsze otoczenie [1]. Najbardziej wyróżnia się plama znajdującą się w kraterze Occator. Sugeruje to, że Ceres może być znacznie bardziej aktywnym światem niż większość jej sąsiadek planetoid.

Nowe i bardzo precyzyjne obserwacje za pomocą spektrografu HARPS na 3,6-metrowym teleskopie ESO w La Silla w Chile, nie tylko wykryły ruch plam wynikający z obrotu Ceres dookoła swojej osi, ale także niespodziewane dodatkowe zmiany sugerujące, że materia w plamach jest lotna i paruje pod wpływem światła słonecznego.

Główny autor nowych badań, Paolo Molaro, z INAF–Trieste Astronomical Observatory, tłumaczy historię badań: „Zaraz jak sonda Dawn ukazała tajemnicze jasne plamy na powierzchni Ceres, natychmiast pomyślałem o możliwych efektach mierzalnych z Ziemi. Gdy Ceres rotuje, plamy zbliżają się do Ziemi, a potem znowu się oddalają, co wpływa na widmo odbijanego światła docierającego do nas.”

Zdjęcie jasnych plam na powierzchni Ceres wykonane przez sondę Dawn.

Ceres obraca się raz na dziewięć godzin. Obliczenia pokazały, że prędkości plam w stronę Ziemi i w przeciwną, wynikające z rotacji, będą bardzo małe, rzędu 20 kilometrów na godzinę. Ale ruch ten jest wystarczający do zmierzenia poprzez efekt Dopplera, przy użyciu instrumentów o dużej precyzji, takich jak HARPS.

Zespół naukowców obserwował Ceres za pomocą spektrografu HARPS przez nieco ponad dwie noce w lipcu i sierpniu 2015 r. „Wynik był niespodzianką” mówi Antonino Lanza z INAF–Catania Astrophysical Observatory, współautor badań. „Znaleźliśmy oczekiwane zmiany w widmie spowodowane rotacją Ceres, ale także znaczące inne zmiany w ciągu jednej nocy – względem drugiej.”

Badacze wywnioskowali, że obserwowane zmiany mogą być spowodowane występowaniem lotnych substancji, które parują pod wpływem promieniowania słonecznego [2]. Gdy plamy w kraterze Occator są po stronie oświetlonej przez Słońce, tworzą obszary, które bardzo efektywnie odbijają światło. Obszary te szybko wyparowują, tracąc odbijalność i powodując obserwowane zmiany. Efekt ten jednak zmienia się z nocy na noc, dając dodatkowe losowe schematy zmienności, zarówno w krótkich, jak i dłuższych skalach czasowych.

Jeśli ta interpretacja zostanie potwierdzona, Ceres będzie wydawać się bardzo różna od Westy i innych planetoid z pasa głównego. Pomimo tego, że jest względnie izolowana, wydaje się wewnętrznie aktywna [3]. Wiadomo, że na Ceres występuje woda, ale nie jest jasne czy ma to związek z jasnymi plamami. Źródło energii, które powoduje powtarzające się wycieki materii z powierzchni także nie jest znane.

Dawn kontynuuje badania Ceres i zachowanie jej tajemniczych plam. Obserwacje naziemne za pomocą spektrografu HARPS i innych urządzeń będą kontynuowane także po zakończeniu misji kosmicznej.

Uwagi

[1] Jasne plamy były także widoczne, ale znacznie mniej wyraźnie, na wcześniejszych zdjęciach Ceres z należącego do NASA/ESA Kosmicznego Teleskopu Hubble'a wykonanych w 2003 i 2004 toku.

[2] Sugeruje się, że mocno odbijający światło materiał w plamach na Ceres może być niedawno wyeksponowanym lodem wodnym lub uwodnionymi siarczanami magnezu.

[3] Wiele z wewnętrznie aktywnych ciał w Układzie Słonecznych, takich jak duże księżyce Jowisza i Saturna, jest poddawanych silnych efektom pływowym z powodu ich bliskiej odległości do masywnych planet.

Autor

Redakcja AstroNETu
Redakcja AstroNETu