סרס: כוכב הגמד הקטן והקרוב ביותר

איור של אמן של סרס המבוסס על מיפוי ותצפיות מחללית השחר של נאס'א המקיפה כיום את כוכב הלכת הננסי בחגורת האסטרואידים. (אשראי תמונה: SO/L.Calçada/NASA/JPL-Caltech/UCLA/MPS/DLR/IDA/Steve Albers/N. Risinger ( skysurvey.org ))

סרס הוא כוכב לכת ננסי, היחיד הממוקם בהישגיה הפנימיים של מערכת השמש; השאר שוכנים בקצוות החיצוניים, בחגורת קויפר. הוא אמנם הקטן ביותר מבין כוכבי הלכת הגמדים הידועים, אך הוא האובייקט הגדול ביותר בחגורת האסטרואידים.

שלא כמו גופים סלעיים אחרים ב חגורת אסטרואידים , סרס הוא כדורית מלבנית, מעוגלת עם בליטה סיבובית סביב קו המשווה שלה. מדענים חושבים שלסרס יש אוקיינוס ואולי אווירה. הגעתו של בדיקה לאחרונה פתחה כמה מסודות הכוכב הגמדי, אך אחרים נותרים מוסתרים. [ראה תמונות נוספות של כוכב הלכת הגמדי סרס]

נקודות אור והרים בודדים

ב- 6 במרץ 2015, חללית Dawn של NASA הפכה לחקירה הראשונה שמקיפה שני גופים במערכת השמש. לאחר שעזב את האסטרואיד וסטה, שחר נסע לסרס, עולם קפוא שגרר מדענים במשך שנים. בעוד שרוב האסטרואידים עשויים סלע, סרס חשף רמזים שהוא יכול להכיל מים על פני השטח שלו מאז 1991, אם כי רמזים אלה נותרו ללא אישור במשך יותר מ -20 שנה.

רוב המשטח אפור משעמם. תצפיות ספקטרליות מסרס חשפו נוכחות של צורה של גרפיט המכונה פחמן גרפיט .

'זה לא התפתח לגרפיט תקין', אמרה אמנדה הנדריקס, מדענית בכירה במכון המדע הפלנטרי באריזונה, ל- guesswhozoo.com. אבל זה קרוב.

כשהשחר התקרב לאסטרואיד הענק נקודה בהירה על פניו התבהרה. לאחר התבוננות בסרס, נמצאו 130 כתמים דומים בעלי בהירות משתנה על פני כדור הארץ. פני השטח של סרס הם בדרך כלל רפלקטיביים כמו אספלט טרי שנשפך, בעוד הנקודות נעות בין ברק עמום של בטון לבהירות המדהימה של קרח שצף באוקיינוסים של כדור הארץ. האזור הבהיר ביותר נמצא במכתש הכובשים ברוחב 56 קילומטרים, המכיל את האוספים המפורסמים ביותר של כתמים זוהרים על פני קרס.

ספקולציות מוקדמות בנוגע לנקודות כללו את האפשרות של הרי געש קרח על כוכב הלכת הגמדי. אולם רק 'בודד' אחד עולה מעל פני השטח. ההר בצורת הפירמידה מתנשא לגובה של 21,120 רגל (6,437 מטר). ההר הגבוה של 4 קילומטרים עומד בודד, ללא עדות לפעילות וולקנית או גיאולוגית אחרת המעידה על מוצאו התמוה.

למרות שמחקר על הכתמים מצא במקור חתימות של מגנזיום גופרתי מיובש, אותו חומר המרכיב מלח אפסום בחזרה לכדור הארץ, בדיקה נוספת גילתה חתימות כימיות של נתרן פחמתי. הנוצר מפחמן, על פני כדור הארץ החומר נותר לעיתים קרובות מאחור כשהמים מתאדים, דבר המצביע על כך שהמלחים הנוצרים בתנאים המימיים שמתחת לקרום. רוב האזורים הבהירים קשורים למכתשים, מה שמרמז כי היווצרותם יכולה להיות קשורה להשפעות. ממצאים אלה קושרים להבנה מוקדמת יותר של היווצרותו של כוכב הלכת הגמדי.

התכונות של סרס הם על שם הרוחות והאלים החקלאיים, ואושרו על ידי האיחוד האסטרונומי הבינלאומי בשנת 2015. סרס עצמה נקראה על שם אלת התירס והקציר הרומית.

עולם רטוב פעם

סרס אולי נראה יבש ואפור, אבל הוא כנראה החזיק אוקיינוס נוזלי בעבר שלה. שחר השתמש בכמותו של כוכב הלכת הגמדי כדי למפות את שדה הכבידה שלו. בשילוב עם תצפיות על המשטחים הקפואים, התצפיות חושפות עקבות של אוקיינוס בקרום, עם סימנים של מעטה בוצית מתחת לפני השטח.

לסרס יש צפיפות של 2.09 גרם לכל סנטימטר מעוקב, מה שמוביל מדענים להסיק שכרבע ממשקלו הוא מים. זה ייתן לכוכב הגמד יותר מים מתוקים מכדור הארץ. לשם השוואה, לכדור הארץ יש צפיפות של 5.52 גרם לכל סנטימטר מעוקב. לפני שחר ביקר בכוכב הגמד, מדענים כבר חשדו שהוא יכול להסתיר אוקיינוס נוזלי או קפוא; הלוויין המבקר עזר לצלול אל הסודות האורבים מתחת לפני השטח של הכוכב.

מדענים חושבים שקרח מים משמש כמעטפת של כוכב הלכת הגמדי. הקרום הדק והמאובק נחשב כמורכב מסלע, בעוד שבמרכז ליבה פנימית סלעית. תצפיות ספקטרליות של סרס מכדור הארץ חושפות שהמשטח מכיל חרסיות עשירות בברזל. סימנים של פחמתי נמצאו באופן דומה, מה שהופך את סרס לאחד הגופים היחידים במערכת השמש הידועים כמכילים מינרלים אלה, ושניים אחרים הם כדור הארץ ומאדים. נוצר על ידי תהליך הכולל חום ומים, פחמתי נחשבים אינדיקטורים פוטנציאליים טובים למגורים. [ החיפוש אחר חיים על מאדים (ציר זמן צילום)

'זה היה משהו שלא ציפינו לו', אמר כריס ראסל, החוקר הראשי של מדון ומדען כוכבי לכת באוניברסיטת קליפורניה, לוס אנג'לס, ל- guesswhozoo.com בשנת 2016. 'הפחמתי הם אינדיקציה חזקה מאוד לתהליכים כעת, שלדעתנו לקחו מקום בפנים, מה שהופך אותו לכדור הארץ יותר, כאשר הוא יכול לשנות את הכימיה שבפנים. '

מלחים היו מורידים את טמפרטורת ההקפאה של המים החבויים בתוך הקרום, ומונעים מהם לקפוא במהירות כמו מים טהורים עשויים לעשות.

כאשר גופות גדולות מתנגשות בסרס, הן עשויות לגרוף אזור של הקרום, לחתוך לתוך מעטה הקרח שמתחתיו כדי להשאיר את הקרח קרוב יותר לפני השטח. כאשר אור השמש מחמם את השכבה החיצונית, הקרח יכול לעבור ממוצק לגז באמצעות תהליך המכונה סובלימציה.

בשנת 2014, מצפה החלל האירופי של סוכנות החלל האירופית 'הרשל' זיהה אדי מים הנמלטים מכוכב הלכת הגמדי בקצב של 13 ק'ג. (6 ק'ג) לשנייה.

'זהו הזיהוי הראשון של מים ברורים בסרס ובחגורת האסטרואידים באופן כללי,' מייקל קופרס מסוכנות החלל האירופית, וילאנובה דה לה קנאדה, ספרד, סיפרה ל- guesswhozoo.com בשנת 2014. קופרס הוביל את מחקר האדים שהופיע בטבע.

אך לא כל המים מוסתרים מתחת לפני השטח. שחר חשף כתמים הולכים וגדלים של קרח ומינרלים הקשורים למים נוזליים בעולם הזעיר.

אנדראה רפוני, חוקרת במכון הלאומי לאסטרופיזיקה (INAF) האיטלקי, מצאה פיסת קרח הולכת וגדלה על רצפת מכתש ג'ולינג, שנשרפה ליד קווי הרוחב האמצעיים. צוות שני, בראשותו של פיליפו ג'אקומו קארוזו, גם הוא מ- INAF, חשף שינויים באדמה שהם חושדים שהם קשורים לפחמתי.

'אותו תהליך יכול להיות בעבודה ברצפת המכתש של ג'ולינג, ולספק מילוי של מים מתחת לאדמה שמסובלים בחלקו ומתעבים בחלקו על הקיר הקרה', אמר רפוני ל- guesswhozoo.com.

'שתי העבודות מראות כי כיום מים זמינים על פני קרס ומייצרים שינויים גיאולוגיים ומינרלוגיים על פניו', אמר.

טלאים אלה עשויים להשתנות ככל שהכוכב נוטה לאורך אלפי שנים. הטיה של סרס ביחס למסלול שלה משתנה מ -2 מעלות לכ -20 מעלות במהלך 24,500 שנים, זמן קצר יחסית מבחינה אסטרונומית. זה יכול לגרום לנדנדות דרמטיות בהן המכתשים יכולים להמשיך להסתיר מים לאורך פרקי זמן ארוכים. כרגע, בעוד שהטיה של סרס קרובה למינימום שלה, שטחי אדמה גדולים סביב הקטבים אינם מקבלים אור שמש ישיר. אך לפני 14,000 שנה, כאשר סרס היה בשיאו המרבי, אזורים אלה הצטמקו והותירו רק קומץ אזורים שבהם הקרח יכול להמשיך להסתתר לאורך כל המשמרת.

'הרעיון שקרח יכול לשרוד על סרס לפרקי זמן ארוכים הוא חשוב כשאנחנו ממשיכים לשחזר את ההיסטוריה הגיאולוגית של כוכב הלכת הגמדי, כולל האם הוא מעביר אדי מים', אמרה מחברת המחקר וסגנית החוקר הראשית של שחר, קרול ריימונד. , גם של JPL, ב הַצהָרָה .

שחר גילה גם אזורים עשירים באורגנים על פני השטח וקבע שהם ככל הנראה ילידי כוכב הלכת הגמדי. נתוני החללית מצביעים על כך שהחומרים האורגניים ככל הנראה נמסרו אל פני השטח מבפנים של כוכב הלכת הגמדי.

'הגילוי הזה של ריכוז גבוה של חומרים אורגניים הוא מסקרן, בעל השלכות רחבות על קהילת האסטרוביולוגיה', אמרה ד'ר סימון מרצ'י, מדריכת מחקר בכירה במכון המחקר בדרום מערב. הַצהָרָה . 'לסרס יש עדויות למינרלים מיובשים הנושאים אמוניה, קרח מים, פחמתי, מלחים ועכשיו חומרים אורגניים. עם הממצא החדש הזה שחר הוכיח שסרס מכיל מרכיבים מרכזיים לחיים. '

סברה היא כי קרס מכילה שכבה חיצונית דקה של אבק וסלע על שכבה קפואה.

סברה היא כי קרס מכילה שכבה חיצונית דקה של אבק וסלע על שכבה קפואה.(אשראי תמונה: NASA/ESA/STScI)

היסטוריה וגילוי

אסטרונומים בסוף המאה ה -18 ניבאו מתמטית את נוכחותו של כוכב לכת בין מאדים לצדק, והפנו בשקיקה את הטלסקופים שלהם לאזור בחיפוש אחר הגופה החסרה. ב -1 בינואר 1801 גילה האסטרונום הסיציליאני ג'וזפה פיאצי את מה שנחשב אז לכוכב לכת וקרא לו סרס על האלה הרומית.

תוך עשור התגלו באותו אזור ארבעה עצמים חדשים, כולם נחשבים גם לכוכבי לכת. כמעט 50 שנה חלפו עד שנמצאו גופות קטנות יותר מפוזרות בין מאדים לצדק - מרכיבי חגורת האסטרואידים - וסרס הורד למעמד של אסטרואיד.

בשנת 2006 הועלה סרס למעמד של כוכב לכת ננסי; היא לא הגיעה למעמד פלנטרי מלא כיוון שהיא לא הצליחה לנקות את שכונת הכבידה מהפסולת, אם כי לעתים קרובות היא גם שומרת על סיווג האסטרואיד. [ אינפוגרפיקה: כוכבי לכת ננסיים במערכת השמש ]

האובייקט הגדול ביותר בחגורת האסטרואידים, סרס מהווה כמעט שליש ממסתו. למרות זאת, הוא נשאר כוכב הלכת הגמד הקטן ביותר הידוע, ששטחו 950 ק'מ בלבד - בערך בגודל של טקסס. יום על סרס נמשך קצת יותר מ -9 שעות כדור הארץ, בעוד שנדרש 4.6 שנות כדור הארץ לטייל מסביב לשמש.

הקרבה והמסה הנמוכה של סרס גרמו לכמה מדענים להציע שהיא יכולה לשמש אתר פוטנציאלי לנחיתות מאוישות ונקודת שיגור למשימות חלל עמוק מאוישות.

כדור הארץ גורם לרעידות אסטרואידים

מקור המים בכדור הארץ?

שלא כמו רוב חגורת האסטרואידים, סרס מכיל כמות משמעותית של קרח. זה יכול להיות שעולמות דומים במערכת השמש המוקדמת היו יכולים להיות אחראים על הבאת המים לכדור הארץ.

במודלים הנוכחיים של מערכת השמש, כדור הארץ היה נוצר בעיקר סלעי. כל מים שהחזיקו על פני השטח שלו היו מתאדים כאשר כוכב לכת גדול התנגש בו ליצירת הירח. במשך זמן רב, מדענים חשבו כי שביטים עשויים להעביר מים לכדור הארץ המתוקן כשהם התנגשו במשטח שלו. עם זאת, בדיקות חקר כוכבי שביט הראו כי הסלעים הקפואים אינם מכילים את סוג המים הנכון שאחיו אחראים לאותם משלוחים. מחקרים חדשים פנו לאובייקטים המכונים אסטרואידים חגורה עיקריים, סלע ושכנים קפואים של סרס.

'רבע מהמסה של סרס היא מים, ושלושה רבעים הם סלע', אמר ראסל ל- guesswhozoo.com ב -2015.

'אם היו לנו רק כמה גופים מסוג Ceres שמתנגשים עם כדור הארץ, נוכל להסביר מהיכן המים.'

משאבים נוספים

עקוב אחר נולה טיילור רד ב @נולהטרד , פייסבוק , או Google+ . עקוב אחרינו ב @Spacedotcom , פייסבוק אוֹ Google+ .