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.”

Plamy na Ceres w przybliżeniuESO

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